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氢气作为一种可再生、高效的清洁能源,在工业生产中必须保证纯度。膜分离技术是一种有效的手段。本工作采用密度泛函理论和分子动力学模拟方法研究了一种新型的类石墨烯碳氮(C9N4)分离膜对于H2的分离提纯性能。密度泛函理论计算结果显示气体在C9N4分离膜上的吸附属于物理吸附。C9N4分离膜表现出极高的H2渗透率和优异的选择性,300 K下H2渗透率达到1.89×10–5 mol∙m–2∙s–1∙Pa–1,H2/CH4的选择性达到1024。分子动力学模拟的结果也显示C9N4分离膜具有良好的H2分离特性。