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天津大學Zhongyi Jiang和Fusheng Pan課題組--異質結構氧化石墨烯膜具有可調節的水捕獲層:助力高選擇性水滲透
       氧化石墨烯(GO)層狀膜具有快速的水輸運納米通道,在選擇性分離水分子方面具有廣闊的前景,但膜表面的水捕獲能力限制了分離性能。這里,通過自下而上的方法,使用結構可調的單寧酸(TA)納米聚集體作為構建模塊,在GO層狀膜上功能化了水捕獲層,獲得了異質結構GO膜應用于酒精脫水。TA層表面的富氧官能團可從乙醇水溶液中捕獲水,其表面水捕獲能力增強至309%。通過調節TA納米聚集體的聚集結構和組裝過程,可以控制其表面水捕獲能力。結合增強的表面水捕獲能力和GO的快速水輸運納米通道,對于正丁醇脫水時,最優的異質結構GO膜表現出高的滲透通量達9988 g m-2 h-1,較高的分離因子達4424。
 
 
Figure 1.(a)TA–GO/PTFE膜的制造和結構示意圖。(b)TA5涂層-GO/PTFE和原始的GO/PTFE膜的表面AFM圖像。(c)高度情況。(d)TA5-GO/PTFE膜的高分辨率橫截面TEM圖像。(e)TA5涂層的高分辨率橫截面TEM圖像。
 
  
Figure 2.(a)TA5-GO/PTFE膜的橫截面SEM圖像。(b-c)元素分布。(d)TA–GO膜,GO膜和TA粉的FTIR光譜。(e)GO,TA5-GOTA7-GO和TA9-GO膜的拉曼光譜。(f)TA-GO,GO和TA水溶液的紫外-可見光譜。
 
  Figure 3.(a)GO/PTFE(b)TA5-GO/PTFE,(c)TA7-GO/PTFE和(d)TA9–GO/PTFE膜的AFM圖像,示意圖和SEM圖像。(e)XPS光譜和(f)高分辨率C 1s XPS光譜。
 
 
Figure 4.(a)不同膜的水接觸角和表面zeta電位。(b)不同膜的分子捕獲能力。(c)不同膜在不同的溶劑中的層間距。(d)單組分溶劑滲透通量比較。
  
       該研究工作由天津大學Zhongyi Jiang和Fusheng Pan課題組于2021年發表在Journal of Materials Chemistry A期刊上。原文:Heterostructured graphene oxide membranes with tunable water-capture coatings for highly selective water permeation。

轉自《石墨烯雜志》公眾號

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