文 献 综 述

乙醇是重要的化学工业产品。然而，水一直存在于生物发酵和乙烯催化水合的乙醇溶液中。由于乙醇的亲水性，从乙醇水溶液中分离乙醇是非常困难的。传统的精馏过程是能量消耗大而且价格昂贵。近年来，分子筛膜分离技术作为一种改进的方法用于从乙醇-水混合溶液中分离出乙醇，包括各种聚合物膜、沸石分子筛膜和复合膜[1~4]。作为最简单的两亲性有机分子之一，乙醇在生物和工业领域有着广泛运用，乙醇在水中任意浓度互溶。但以前的研究表明，在分子水平上，乙醇和水不能混合完全。

碳的多种杂化轨道（sp、sp2和sp3）使其能够形成各种碳同素异形体，石墨烯由于其优越的性能已经引起了科学界的关注。与石墨烯完全由sp2杂化碳原子组成不同，石墨炔是由sp 和sp2杂化碳原子共同组成的新型层状的碳同素异形体。这种原子结构首先是由Baughman 等人[5]提出的。石墨炔可以看成是石墨烯中的碳碳键被乙炔键所取代形成的结构。石墨炔同素异形体中的一种形式被称作γ-graphyne。

1.1 石墨炔的性质

1.1.1 结构性质

石墨炔是一种单原子厚度的新型碳同素异形体。在石墨炔中，连接相邻苯基环之间的乙炔链形成均匀的三角形纳米孔，并且纳米孔的尺寸可以通过改变乙炔键的数目来调节。这种天然均匀的三角形孔使得石墨炔膜在分离方面有很多潜在的应用，例如气体分离和海水脱盐。

1.1.2 电学性质

第一原理计算表明石墨炔同素异形体拥有自然的电子带隙，这是零带隙的石墨烯所不具有的特性。直接带隙的存在促进了石墨炔在光电子设备上的应用。Smith等[7]预测石墨炔比石墨烯更适合用于场效应晶体管。