）是一种新式二维层状资料，在催化和别离范畴具有宽广的运用远景。近年来，以氧化石墨烯（）为代表的二维膜制备及其在分子标准的筛分研讨近年来成为别离范畴的研讨热门，但膜在水相系统中存在结构及功能不安稳性，对环境改动较为灵敏，然后约束其实践运用。别的，膜的研讨现在大多散布在在水相系统中，而一些特定的生物或药物范畴所运用的手性别离膜，需要在非水相系统中完成对映异构体的高效别离。具有相似基别离膜的功能探求现在尚处于初级阶段，而怎么充沛的发挥其层间隔和层间环境可调的特性、化学慵懒和结构安稳性，使其完成安稳、高效的纳米标准下的选择性浸透亟待研讨。
近来，我国科学技术大学化学与资料科学学院刘波课题组经过质子化和阴离子嵌入的协同效果，开展了一种GCN层间隔离和层间化学环境调控的普适性战略，并完成GCN基薄膜在亚纳米标准下的精准筛分才能和高效立体选择性浸透。相关研讨成果以“Graphite phase carbon nitride based membrane for selective permeation”为题，于6月7日宣布在《天然·通讯》（Nature Communications,2019,10, 2500）。论文的榜首作者是我校博士研讨生王洋同学。
GCN共轭平面结构中具有确认散布的氮原子，氮上的孤电子能够被强质子酸（比方硫酸，SA）质子化，而强酸阴离子能够一起嵌入到GCN的纳米片层之间，并可在亚纳米标准准确调控层间隔离。GCN-SA复合纳米结构使可供分子/离子自在进出的有用层间隔增大10.8Å。研讨人员发现这种质子化的GCN与酸根离子之间的静电效果使得制备出的纳米复合物及纳米级厚度的薄膜很安稳且具有两亲性。具有匹配标准的待别离物种能够选择性经过GCN-SA薄膜中阴离子支撑的层空间，并表现出清晰的溶质别离切断半径，然后在亚纳米标准下完成对不一样的标准和电荷的分子/离子的精准筛分（图1）。
图1（a）强酸阴离子嵌入质子化的GCN进行层间隔精准调控示意图。R-SO3代表Brønsted酸根离子；（b）GCN-SA薄膜对不一样的标准的溶质分子的筛分效应示意图；（c）纳米级厚度GCN-SA薄膜在亚纳米标准下的精准筛分功能，内置图为不同溶质的截留率和水合半径之间的联系。
研讨人员持续使用这一概念，经过引进手性樟脑磺酸（CSA），在GCN质子化和离子嵌入层间的过程中，一方面完成对层间隔进行精准调控，另一方面改动层间化学环境，引进手性位点。研讨结果为，GCN-CSA手性别离膜对不同别离物种具有清晰的切断分子量，一系列对映异构体在GCN-CSA薄膜中的浸透表现出较好的选择性，并可经过优化参数得到柠檬烯对映体过量值为89%的高效选择性浸透（图2）。
图2（a）GCN基手性别离膜对不同对映异构体的立体选择性浸透示意图；（b-d）GCN-CSA薄膜对柠檬烯外消旋体进行（b-c）等压和（d）给压浸透，Feed端和Permeate端溶液的CD信号强度随浸透时刻的改动。
综上，这项作业论述了慵懒GCN的普适性功能化战略，为准确调控二维资料的层间隔和层间化学环境供给新的研讨思路，完成了GCN基别离膜在亚纳米标准下的精准筛分和立体选择性浸透功能，并使二维资料基手性别离膜在一些特定范畴（如制药和生物）的运用成为可能。
该项研讨得到国家天然科学基金面上项目、中心高校根本科研专项资金和安徽省天然科学基金的赞助。