共價修飾通常用于調節二維膜的通道大小和功能。然而，已知用于產生這種修飾的常見合成策略會破壞膜的結構。在這里，我們報告了通過溶劑處理對Ti
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x MXene膜進行侵入性較小但同樣有效的非共價修飾，其中通道被質子溶劑通過氫鍵網絡修飾。密集功能化的(-O， -F，-OH) Ti
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x通道可以建立多個氫鍵，其小于1納米的尺寸通過保持溶劑-MXene距離和溶劑取向來誘導納米約束效應，從而大大加強了這些相互作用。在亞1-nm離子篩選和分離中，修飾后的膜表現出穩定的離子排斥和質子化(H+/Mn+)選擇性，分別比原始膜高50倍和30倍。它證明了非共價方法作為一種廣泛的修飾替代方法在能源、資源和環境相關應用中的納米通道的可行性。
圖1. Ti
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x MXene膜的物理化學表征。
圖2. 未處理M和EtOH-M的離子篩分性能。
圖3. 溶劑型非共價通道裝飾效能及離子篩分性能。
圖4. 通道穩定性和離子篩分能力的DFT和MD模擬。
相關科研成果由澳大利亞莫納什大學化學與生物工程系Xiwang Zhang和Qinfen Gu等人于2023年發表在Nature Communications（https://doi.org/10.1038/s41467-023-39533-y）上。原文：Nanoconfinement enabled non-covalently decorated MXene membranes for ion-sieving
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-39533-y。
轉自《石墨烯研究》公眾號
