豐富的含氧官能團賦予氧化石墨烯優異的質子傳輸性能和構建質子導電膜的潛力。本文通過將可交聯的咪唑離子插入氧化石墨烯層板中，然后通過電子束輻照交聯，制備了氧化石墨烯基膜作為分離屏障，通過擴散透析從低濃度酸性水溶液(0.1 mol L
-1 HCL)中回收酸。交聯的咪唑嵌層氧化石墨烯膜在水介質中表現出良好的機械耐久性和尺寸穩定性。酸性回收試驗表明，制備的氧化石墨烯膜具有良好的質子滲透性和對不同含共存金屬離子的酸性水溶液的擴散透析的優異選擇性。以HCl(PH=1,0.2mol L
-1 Fe
3+)鐵溶液為原料溶液的酸回收性能最好，擴散透析時的透析系數(U
H+)為9.7*10*
-3 mh
-1，分離因子為141.2，說明酸回收的選擇性較高。研究結果表明，氧化石墨烯基膜從低濃度酸性水溶液中選擇性回收酸是可行的，并為構建基于二維材料的選擇性分離膜提供了一種新的策略。
圖1 電子束輻照與咪唑偶聯法制備氧化石墨烯基擴散透析膜的程序框圖。
圖2 (a) LGO、LGO-100、AGO、AGO-100膜和[AVIm]Cl的FT-IR光譜;(b) LGO、LGO-100、AGO和AGO-100膜的拉曼光譜;(c) XPS C1s譜前- 100膜 (d) LGO， (e) AGO和(f) AGO-100的表面和橫截面(SEM圖)。
圖3 不同氧化石墨烯膜的(a)超聲和(b)靜壓試驗。
圖4. 不同膜在干燥狀態下、在水中浸泡1 h、在HCl (pH~1)和NaOH (pH~13)溶液中浸泡5 h的XRD譜圖:(a) LGO， (b) LGO-100， (c)AGO和(d) AGO-100膜。
圖5 (a)不同金屬離子對AGO-100膜的滲透情況;(b)不同無機酸對AGO-100膜的滲透情況。(c) H
+滲透與HCl溶液濃度的關系。(d)金屬離子和質子在0.2 mol L
-1金屬離子和0.1 mol L
-1 HCl混合溶液中的滲透情況。
圖6 AGO-100膜從不同的HCl/金屬氯化物溶液中回收酸的透析系數(UH þ和UM)和分離系數(S)。
相關科研成果由上海師范大學Bowu Zhang和Hongjuan Ma等人于2021年發表在Carbon（https://doi.org/10.1016/j.carbon.2021.07.050）上。原文：Crosslinking imidazolium-intercalated GO membrane for acid recovery from low concentration solution。
轉自《石墨烯雜志》公眾號
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