氧化石墨烯（GO）憑借其獨(dú)特的二維（2D）納米通道和珍珠層狀的薄層結(jié)構(gòu)，顯示出優(yōu)異的分子篩性質(zhì)。然而，充分利用其無(wú)與倫比的特征去大規(guī)模構(gòu)建GO基膜仍存在很大挑戰(zhàn)。在這里，呈現(xiàn)了一種簡(jiǎn)便，超快且環(huán)保的策略用于設(shè)計(jì)超薄GR/GO@PEI復(fù)合膜。驚喜的是，將其轉(zhuǎn)移到任何給定的基材上，無(wú)論其化學(xué)成分，結(jié)構(gòu)和規(guī)格如何，這種復(fù)合膜均顯示出極好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。此外，該膜還顯示出高通透性達(dá)191 L m-2 h-1 bar-1的，對(duì)剛果紅的截留率超過(guò)99％，該性能優(yōu)于目前報(bào)道的大多數(shù)GO基分離膜。它還可以承受許多物理?yè)p傷和化學(xué)腐蝕，以及進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)復(fù)雜多組分生活污水的純化。這項(xiàng)工作呈現(xiàn)了一可擴(kuò)展的實(shí)驗(yàn)方法，為開發(fā)具有超快和精確分離通道的二維層狀膜用于實(shí)際水純化開辟了新道路。
Figure1. 通過(guò)自組裝過(guò)程在氣/液界面構(gòu)造GR/GO@PEI復(fù)合膜的示意圖及其在分子篩中的應(yīng)用。
Figure 2. （A）GO溶液和（B）獨(dú)立GR/GO膜在塑料容器中多孔海綿誘發(fā)后的光學(xué)照片，（C）GR/GO膜高度均勻地大面積分布在平坦的PVDF過(guò)濾物質(zhì)上，GO的（D）TEM和（E）SEM圖，GR/GO@PEI復(fù)合膜的（G）上部和（F）底部的SEM圖，（H）GR/GO@PEI復(fù)合膜的橫截面SEM圖。
Figure 3. （A-C）各種膜的FIB橫截面圖。（D）分別針對(duì)各種靶向膜的潤(rùn)濕性動(dòng)態(tài)變化。（E）GR/GO@PEI復(fù)合膜在不同pH環(huán)境下上部和底部的Zet電位。（F）上部和下部的拉曼光譜。（G）GR膜，GO膜，，GR/GO膜以及GR/GO@PEI復(fù)合膜的XPS譜圖。（H）不同的膜的C，O和N元素含量。（I）GR/GO@PEI復(fù)合膜的XPS深度分析結(jié)果。
Figure 4. （A）將GR/GO膜和（B）GR/GO@PEI復(fù)合膜浸入水中并擦后的光學(xué)照片。（C-D）GR/GO@PEI復(fù)合膜分別在HCl（1mol/L）和NaOH（1mol/L）溶液中處理72小時(shí)后的SEM圖。（E）GR/GO@PEI復(fù)合膜被HCl和NaOH處理3天后對(duì)CR溶液的分離通量和截留能力。
該研究工作由中科院寧波材料所的Tao Chen聯(lián)合Jincui Gu課題組于2020年發(fā)表在J. Mater. Chem. A期刊上。原文：Interfacial Self-assembled GR/GO Ultrathin Membranes in Large Scale for Molecular Sieving。
摘自《石墨烯雜志》公眾號(hào)：
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