共价修饰通常用于调节二维膜的通道大小和功能。然而，已知用于产生这种修饰的常见合成策略会破坏膜的结构。在这里，我们报告了通过溶剂处理对Ti₃C₂T_x MXene膜进行侵入性较小但同样有效的非共价修饰，其中通道被质子溶剂通过氢键网络修饰。密集功能化的(-O， -F，-OH) Ti₃C₂T_x通道可以建立多个氢键，其小于1纳米的尺寸通过保持溶剂-MXene距离和溶剂取向来诱导纳米约束效应，从而大大加强了这些相互作用。在亚1-nm离子筛选和分离中，修饰后的膜表现出稳定的离子排斥和质子化(H+/Mn+)选择性，分别比原始膜高50倍和30倍。它证明了非共价方法作为一种广泛的修饰替代方法在能源、资源和环境相关应用中的纳米通道的可行性。
 
图1. Ti₃C₂T_x MXene膜的物理化学表征。
 
图2. 未处理M和EtOH-M的离子筛分性能。
 
图3. 溶剂型非共价通道装饰效能及离子筛分性能。
 
图4. 通道稳定性和离子筛分能力的DFT和MD模拟。
 
      相关科研成果由澳大利亚莫纳什大学化学与生物工程系Xiwang Zhang和Qinfen Gu等人于2023年发表在Nature Communications（https://doi.org/10.1038/s41467-023-39533-y）上。原文：Nanoconfinement enabled non-covalently decorated MXene membranes for ion-sieving
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-39533-y。

转自《石墨烯研究》公众号