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       刻蝕單層石墨烯，使其在分子分化中具有亞埃精度的高孔密度，對于實現(xiàn)類似大小氣體分子(如CO₂和N₂)的高通量分離至關重要。然而，實現(xiàn)高孔密度所需的快速蝕刻動力學，對控制這樣的精度是極具挑戰(zhàn)性的。在這里，我們報道了一種毫秒碳氣化化學，包含高密度(>10¹² cm⁻²)的功能氧簇，然后在可控和可預測的氣化條件下，在二氧化碳篩選空位缺陷中演化。觀察到納米孔晶格異構體的統(tǒng)計分布，與對異構體分類問題的理論解釋非常吻合。該氣化技術是可擴展的，并展示了厘米尺度的膜。最后，通過空位缺陷在O₂氣氛中的原位擴展，分子截止值可以調(diào)節(jié)為0.1 Å。結果表明，對CO₂/O₂、O₂/N₂實現(xiàn)較好的選擇性同時，CO₂、O₂氣通量分別達到>10000和1000 GPU。
 
 
Fig. 1 通過毫秒氣化將高密度的空位缺陷精確地結合到石墨烯中。
 
 
Fig. 2. 基于AC-HRTEM的毫秒氣化N-SLG中空位缺陷的晶格結構分析。
 
 
Fig. 3. 由毫秒氣化引入的N-SLG中空位缺陷引起的氣體分離性能。
 
 
Fig. 4. MGR制備的N-SLG的氣體分離性能,在200°C下進行原位O₂處理。
 
         相關研究成果于2021年由瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院Kumar Varoon Agrawal課題組，發(fā)表在Sci. Adv.（DOI: 10.1126/sciadv.abf0116）上。原文：Millisecond lattice gasification for high-density CO₂- and O₂-sieving nanopores in single-layer graphene。

轉自《石墨烯雜志》公眾號