氧化石墨烯(GO)膜具有低摩擦水滲透性和獨特的分子篩分能力,因此具有分離應(yīng)用的巨大潛力。然而,沉積的GO膜的實際使用受到源自常規(guī)沉積方法的膜復(fù)合結(jié)構(gòu)的較差的機械堅固性的限制。在這里,我們報告了具有極大的滲透性和機械強度的納米結(jié)構(gòu)GO膜。這種復(fù)合膜由超薄的選擇性GO納米膜(低至32 nm厚)和后合成的大孔支撐層組成,該支撐層在水中和實際滲透性測試下均具有出色的穩(wěn)定性。通過利用薄膜剝離(T-FLO),在選擇性層和支撐層上進行精確優(yōu)化來制造膜,獲得空前的透水性(47 L·m
-2·hr
-1·bar
-1)和高保留率(> 98%的水合半徑大于4.9Å的溶質(zhì))。我們相信,這些納米結(jié)構(gòu)的GO膜是在工業(yè)上可行的基于膜的分離的理想選擇,并具有適當?shù)膬?yōu)化和規(guī)模。
Figure 1. 納米結(jié)構(gòu)氧化石墨烯(T-FLO-GO)復(fù)合膜的示意圖
Figure 2. GO薄片尺寸分布
Figure 3. 具有不同GO層厚度的T-FLO-GO膜
Figure 4. 機械堅固的T-FLO-GO膜
Figure 5. 通過具有可調(diào)復(fù)合結(jié)構(gòu)的T-FLO-GO膜的滲透性
相關(guān)研究成果于2020年由加州大學(xué)Richard B. Kaner課題組,發(fā)表在Nano Lett.(https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b03780)上。原文:Nanostructured Graphene Oxide Composite Membranes with Ultrapermeability and Mechanical Robustness。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號