破局氢纯化：平衡多孔MXene膜面内与层间双通道，迈向规模化应用

本文针对氢能净化中H2/CO2高效分离的挑战，提出通过平衡二维多孔MXene膜的面内孔隙与层间通道构建双通道筛分机制。研究采用臭氧处理策略制备具有可控孔径（8-20 nm）的多孔MXene纳米片，通过电泳沉积构建层间距精确调控（0.37-0.42 nm）的分离膜。实验表明多孔MXene-O3-60s膜实现了1335 GPU的H2渗透速率和118的H2/CO2选择性，拉曼成像技术首次可视化H2通过面内孔的传输路径，蒙特卡洛模拟揭示了低孔重叠概率保障层间筛分效率。研究成功制备米级螺旋卷式膜和中空纤维膜组件，证实了该技术的规模化应用潜力，为二维分离膜设计提供了新范式。