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構，顯示出優異的分子篩性質。然而，充分利用其無與倫比的特征去大規模構建GO基膜仍存在很大挑戰。在這里，呈現了一種簡便，超快且環保的策略用于設計超薄GR/GO@PEI復合膜。驚喜的是，將其轉移到任何給定的基材上，無論其化學成分，結構和規格如何，這種復合膜均顯示出極好的結構穩定性。此外，該膜還顯示出高通透性達191 L m-2 h-1 bar-1的，對剛果紅的截留率超過99％，該性能優于目前報道的大多數GO基分離膜。它還可以承受許多物理損傷和化學腐蝕，以及進一步實現復雜多組分生活污水的純化。這項工作呈現了一可擴展的實驗方法，為開發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/液界面構造GR/GO@PEI復合膜的示意圖及其在分子篩中的應用。
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后的光學照片，（C）GR/GO膜高度均勻地大面積分布在平坦的PVDF過濾物質上，GO的（D）TEM和（E）SEM圖，GR/GO@PEI復合膜的（G）上部和（F）底部的SEM圖，（H）GR/GO@PEI復合膜的橫截面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變化。（E）GR/GO@PEI復合膜在不同pH環境下上部和底部的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復合膜的XPS深度分析結果。
Figure 4. （A）將GR/GO膜和（B）GR/GO@PEI復合膜浸入水中并擦后的光學照片。（C-D）GR/GO@PEI復合膜分別在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聯合Jincui Gu課題組于2020年發表在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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