Metal Confined in 2D Membranes for Molecular Recognition and Sieving towards Ethylene/Ethane Separation

材料科学 乙烯 离解(化学) 分子识别 金属 密度泛函理论 分子 催化作用 分子动力学 化学物理 石墨烯 纳米技术 化学工程 物理化学 计算化学 有机化学 化学 工程类 冶金 生物化学
作者
Long Cheng,Yanan Guo,Quan Liu,Guozhen Liu,Renhao Li,Xi Chen,Hui Zeng,Gongping Liu,Wanqin Jin,Gongping Liu,Wanqin Jin
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:34 (44): e2206349-e2206349 被引量:57
标识
DOI:10.1002/adma.202206349
摘要

Membranes with nanochannels have exhibited great potential in molecular separations, while it remains a great challenge to separate molecules with very close physical properties and kinetic diameters (e.g., ethylene/ethane) owing to the lack of size-sieving property and specific affinity. Herein, a metal confined 2D sub-nanometer channel is reported to successfully discriminate ethylene over ethane via molecular recognition and sieving. Transition metal cations are paired with polyelectrolyte anions to achieve high dissociation activity, forming reversible complexation with ethylene. Aberration-corrected transmission electron microscopy observes that the metals with size of ≈2 nm are uniformly confined in graphene oxide (GO) interlayer channels with average height of ≈0.44 nm, thereby cooperating the size-sieving effect with a molecular recognition ability toward ethylene and stimulating its selective transport over ethane. The resulting ultrathin (≈60 nm) membrane exhibits superior ethylene/ethane separation performance far beyond the polymeric upper-bound. Density functional theory (DFT) and molecular dynamic simulations reveal that the metal@2D interlayer channel provides a molecular recognition pathway for selective gas transport. The proposed metal confined in 2D channel with molecular recognition and sieving properties would have broad application in other related fields such as single-atom catalysis, sensor and energy conversion.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
652183758完成签到 ,获得积分10
2秒前
wxyinhefeng完成签到 ,获得积分10
4秒前
田洪艳完成签到 ,获得积分10
14秒前
哈哈完成签到,获得积分10
25秒前
家的方向完成签到,获得积分10
26秒前
康康舞曲完成签到 ,获得积分10
26秒前
零玖完成签到 ,获得积分10
27秒前
搞不动科研完成签到,获得积分10
28秒前
缥缈的闭月完成签到,获得积分10
34秒前
简爱完成签到 ,获得积分10
37秒前
星辉的斑斓完成签到 ,获得积分10
37秒前
mengmenglv完成签到 ,获得积分0
38秒前
谦让的板栗完成签到 ,获得积分10
38秒前
梦之完成签到 ,获得积分10
45秒前
zzy完成签到,获得积分10
46秒前
千里Mu-完成签到,获得积分10
52秒前
lili完成签到 ,获得积分10
55秒前
zhenzhen完成签到,获得积分10
55秒前
小海完成签到,获得积分10
1分钟前
sll完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
往徕完成签到,获得积分10
1分钟前
patrickzhao完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
村上春树的摩的完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
roundtree完成签到 ,获得积分0
1分钟前
LOST完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
11完成签到 ,获得积分10
1分钟前
lll发布了新的文献求助10
1分钟前
Jasper应助lll采纳,获得10
1分钟前
香蕉觅云应助lll采纳,获得10
1分钟前
大白完成签到 ,获得积分10
1分钟前
绿色之梦完成签到 ,获得积分10
1分钟前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Elements of Propulsion: Gas Turbines and Rockets, Second Edition 1000
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Engineering for calcareous sediments : proceedings of the International Conference on Calcareous Sediments, Perth 15-18 March 1988 / edited by R.J. Jewell, D.C. Andrews 1000
Wolffs Headache and Other Head Pain 9th Edition 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6246697
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8070108
关于积分的说明 16845865
捐赠科研通 5322862
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2834283
邀请新用户注册赠送积分活动 1811763
关于科研通互助平台的介绍 1667516