在气体分离、氢气回收、二氧化碳捕获、海水淡化等大规模化学和能源加工中，使用人工亚纳米孔分子筛进行门控分子分离是非常理想的。然而，创造这样的材料仍然是一个无法克服的挑战。最近，科研人员展示了一种二元介观重建策略来开发具有可逆纳米门控通道的仿生亚纳米孔工程气凝胶分子筛 (NAMS)，其中亚 1 nm 孔 (≈7 Å) 提供耦合尺寸-热力学门控功能，使分子以可逆的方式进行歧视和诱捕。NAMSs显示极性可逆吸附，其中吸附物分子被每个门控海绵纤维分子筛区分，促进尺寸/界面协同诱导的1,3,5-三甲基苯/乙二醇选择性分离，分离因子高，速度快吸附率。具有分子定义的亚 1 nm 纳米多孔结构 (≈7 Å)、默里定律分级通道、超高表面积 (686 m2 g-1) 和强大的自支撑特性的纳米门控气凝胶分子筛为气凝胶和分子筛，在化学、能源和环境过程中普遍存在的多样化按需分子分离中表现出巨大潜力。
图1 名称的结构设计和分子腔嵌套细胞结构。
图2 默里定律跨尺度多峰纳米多孔结构的 NAMS。
图3 用于选择性吸附 TB/EG 分子混溶混合物的 NAMS 的分子动力学模拟。
图4 具有可逆配置的 NAMS 的分子分离性能用于靶向 TB/EG 鉴别。
相关论文以题为Sub-Nanoporous Engineered Fibrous Aerogel Molecular Sieves with Nanogating Channels for Reversible Molecular Separation发表在《Small》上。通讯作者是东华大学斯阳研究员、丁彬教授。
参考文献：
doi.org/10.1002/smll.202202173