我课题组和牛津大学Dermot O’Hare教授开展合作研究，提出在多孔透气基底上构筑LDHs基气体选择性阻隔层，通过优化选择性层的结构及理化性质，控制气体选择性阻隔和渗透性之间的平衡以优化膜的性能，实现了CO₂气体的高效分离。将MgAl-LDH剥层纳米片和甲脒亚磺酸(FAS)通过层层自组装后旋涂一薄层聚二甲基硅氧烷(PDMS)，制备得到(LDH/FAS)₂₅-PDMS二维杂化膜材料。研究结果表明，(LDH/FAS)₂₅-PDMS薄膜的CO₂渗透性可以达到7748 GPU，CO₂选择性因子(SF)：SF(CO₂/H₂)、SF(CO₂/N₂)和SF(CO₂/CH₄)分别为43，86和62，打破了常规聚合物材料存在的Robeson (2008)及Freeman上限。LDH和FAS有序组装形成的超晶格亚纳米通道可以作为CO₂筛分的孔道；LDH纳米片表面的碱性和丰富羟基增加了对CO₂的吸附亲和力，从而提高了其溶解性。此外，位于LDH纳米片夹层中FAS上的脒基官能团能够选择性结合CO₂，发生可逆的化学反应，从而进一步促进了CO₂的选择性传递。以上各因素间的协同效应，导致(LDH/FAS)₂₅-PDMS薄膜表现出优异的CO₂分离性能。这一成果发表在Nature Communations上，文章的第一作者是我课题组博士研究生许晓芝。