氧化石墨烯（GO）憑借其獨特的二維（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)了一種簡便，超快且環(huán)保的策略用于設(shè)計超薄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，對剛果紅的截留率超過99％，該性能優(yōu)于目前報道的大多數(shù)GO基分離膜。它還可以承受許多物理損傷和化學(xué)腐蝕，以及進(jìn)一步實現(xiàn)復(fù)雜多組分生活污水的純化。這項工作呈現(xiàn)了一可擴(kuò)展的實驗方法，為開發(fā)具有超快和精確分離通道的二維層狀膜用于實際水純化開辟了新道路。
Figure1. 通過自組裝過程在氣/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）分別針對各種靶向膜的潤濕性動態(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小時后的SEM圖。（E）GR/GO@PEI復(fù)合膜被HCl和NaOH處理3天后對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：
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