分离阻隔

项目获授权发明专利3件，项目产品已在国内知名的电子纸模组企业得到应用，经济和社会效益显著。经评审，与会专家一致认为本项目成果达到国际先进水平。

本研究设计了一种含有质子氢和羟基作为 NH₃ 相互作用位点的功能化离子液体（[DBEAH][NTf₂]），并通过氢键和静电相互作用将其限域在 GO 层间，从而构建出用于选择性 NH₃ 传输的定制化路径。引入的 [DBEAH][NTf₂] 不仅调控了 GO 的层间距，还修饰了纳米通道，营造出对 NH₃ 具有亲和力的环境，实现了对 NH₃ 的精准识别与分离。

二维材料厚度为原子级，晶格高度有序，能显著缩短气体传输路径，被认为是下一代高性能分离膜的候选材料。然而，无缺陷的二维晶体（如石墨烯）长期以来被认为对所有气体不可渗透。近年研究发现，完美单层石墨烯在室温下允许氢相关物种透过，但具体渗透的物种及其在其他二维材料中的行为仍不清楚。

该研究以柠檬酸为原料，在 210℃下热解 0.5 小时合成亲水性石墨烯量子点，经冷冻干燥得到 GQDs 粉末，研究采用热喷涂法将 GQDs 水溶胶涂覆在多孔 α-Al₂O₃载体上制备 GQDs 原始膜，将载体预热至 180℃使溶剂接触后快速蒸发，避免 GQDs 纳米颗粒渗入大孔载体，保障载体原有渗透性的同时让 GQDs 在表面堆叠形成连续的超薄膜层。

谈及该技术时，卡尔·哈利勒（Karl Khalil）解释道，它具有真正的变革潜力，其应用范围远不止于碳捕获。“作为真正多功能的技术平台，这些仅有一个原子厚度的膜将开启分子分离的新范式，能够以埃为单位精确设计孔道，以满足多种用途，例如离子选择性分离、化学加工中的高温运行，以及各行业的其他先进应用。”

Divea公司同样获得10万瑞士法郎科技种子贷款，用于实现其石墨烯基碳捕获膜的工业化生产。该过滤器专为水泥、钢铁和化工等行业设计，可直接从工业废气流中选择性捕获二氧化碳。此项支持将推动Divea实现从实验室规模生产向连续工业制造的转型。