氧化石墨烯膜由于层间距可调,具有优异的小分子、离子选择性分离性能,在海水淡化、水净化、气体分离等领域具有广泛的应用前景。
其中一个
问题在于:减小氧化石墨烯层间距,容易破坏膜结构。如何精确调控层间距,并保证膜的力学性能,是氧化石墨烯膜具有实际应用性能的首要前提。
有鉴于此,中科院上海高研院孙予涵、
Gaofeng Zeng
等人利用电泳沉积方法实现了快速沉积超薄、无缺陷、力学性能优异的氧化石墨烯分子筛膜。
图
1.
在多孔不锈钢中空纤维(
PSSHF
)上电泳沉积
GO
膜
研究人员在多孔不锈钢中空纤维(
PSSHF
)上沉积
GO
膜。在电沉积过程中,
GO
膜中的含氧官能团被选择性还原,使得氧化石墨烯堆叠层的层间距可控减小。所制得的
ED-GO@PSSHF
复合膜对
C2
(乙烷、乙烯等)和
C3
(丙烷、丙烯等)化合物具有优异的选择性分离性能。
图
2.
小分子透过性
这种优异的分离性能一方面来源于精确的孔道控制;另一方面来源于
GO
和载体以及
GO
和
GO
之间界面作用增强了膜的力学性能。
总之,这项研究开发了一种改进的氧化石墨烯膜可控制备技术,为工业混合物分离带了新的借鉴!
表
1.
理想的选择性和分离因子
Benyu Qi, Xiaofan He, Gaofeng Zeng, Yuhan
Sun et al. Strict molecular sieving over electrodeposited
2Dinterspacing-narrowed graphene oxide membranes. Nature Communications 2017.