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哈里發科技大學Linda Zou課題組--靜電耦合的氧化石墨烯納米復合陽離子交換膜
        我們報告了基于含磺酸基的氧化石墨烯(SGO)(45 wt%的負載量)和PVDF的靜電耦合氧化石墨烯納米復合陽離子交換膜(CEM)的制備,其中離子交換基團由SGO添加劑提供。通過將氧化石墨烯(GO)與衍生自3,4-二羥基-L-苯丙氨酸(LDOPA)和聚(4-苯乙烯磺酸鈉)(PSS)的混合物混合來制備SGO。開發了一種壓鑄技術來制造獨立的納米復合材料CEM。FTIR光譜證實了納米復合物中磺酸基的存在。能量色散光譜分析表明,SGO分布在整個膜基質中,聚集最小。所得的SGO/PVDF納米復合CEM膜顯示出高親水性和高吸水率,但溶脹率低。此外,對納米復合材料CEM的電化學性能的評估顯示出良好的離子交換容量(0.63±0.08 meq/g)、滲透選擇性(0.95±0.04)和面積電阻(2.8±0.2 Ω cm2)。納米復合材料CEM在電膜脫鹽應用中顯示出良好的潛力。
 
Figure 1. 靜電耦合PSS/L-DOPA/GO(SGO)作為聚合物(PVDF)膜中的陽離子交換添加劑的概念。
 

Figure 2. SGO/PVDF納米復合膜的制造示意圖。
 

Figure 3. 膜的SEM顯微照片。SGO/PVDF納米復合膜的(a)頂面和(b)橫截面。PVDF膜的(c)頂面和(d)橫截面。

 
Figure 4. AFM圖像顯示(a)SGO/PVDF膜和(b)PVDF膜的形貌。膜樣品的水接觸角:(c)SGO/PVDF CEM,(d)PVDF。
 

Figure 5. SGO/PVDF與商用CEM和其他異質CEM的離子交換容量(IEC)、滲透選擇性(P)和區域電阻(RA)的比較
 
     相關研究成果于2019年由哈里發科技大學Linda Zou課題組,發表在Journal of Membrane Science(https://doi.org/10.1016/j.memsci.2019.117457)上。原文:Electrostatically-coupled graphene oxide nanocomposite cation exchange membrane。
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