近日，中国科学院大连化学物理研究所能源催化转化全国重点实验室无机膜与催化新材料研究组（504组）杨维慎研究员、朱雪峰研究员团队提出一种后调控策略，制备出孔结构可调的石墨烯量子点（GQD）膜，实现了二氧化碳和氮气（CO2/N2），二氧化碳和甲烷（CO2/CH4），以及丙烯和丙烷（C3H6/C3H8）等体系的气体分离。

在分离膜材料中，具有规整孔道结构的微孔材料在分子筛分方面具有显著优势。但这些多孔材料所构筑的气体分离膜性能在很大程度上依赖于材料的本征孔结构。面对不同的分离需求，往往需要从头优化材料合成及对应的膜制备方法，过程复杂且成本较高。

在本工作中，研究团队选择尺寸小于10 nm的石墨烯量子点作为构筑基元，通过热喷涂技术首先构建出一种连续且致密的基础膜；随后，利用聚乙烯亚胺热解产生的小分子胺对基础膜进行原位化学交联和热处理，精确调控膜的孔道结构。这种“先建后调”的策略简化了膜的制备流程，同时提升了膜的性能。团队通过改变热处理温度，可调控膜的孔径和表面化学性质，实现在较大范围内连续可调的CO2分离性能，从而满足不同场景的分离需求。该策略的通用性还体现在，适当提高交联温度以增大孔径时，该膜可应用于分离要求更高的C3H6/C3H8体系。

该研究提出了一种标准化的基础膜与后调控相结合的新方法，可实现膜的定制化，为满足多样化的气体分离需求提供了一条普适且便捷的路径。