打开

北工大《Nature Nanotech》:氧化石墨烯基分离膜取得新突破!

subtitle
材料科学与工程 2021-03-02 18:57

点击上方「材料科学与工程」快速关注

材料类综合、全面、专业的微信平台

全球水资源短缺是我们这个时代最大的人道主义危机之一。缺乏足够的安全和清洁饮用水已经威胁到近20亿人的健康,而且预计情况只会更糟。由于迫切需要增加超过水文循环所能提供的水供应,因此有必要采用高级处理工艺来增加非常规水源的水供应,如海水、内陆微咸水和各种废水。膜基分离技术由于其高效率和低能耗而引起了人们对高级处理工艺的极大兴趣。

具有多功能反应基团和可调微结构的氧化石墨烯膜(GOms) 具有实现超高渗透率的潜力得到了广泛的应用,近年来引起了人们的广泛关注。此外,复合膜的层间距可以很容易地调节膜的渗透性和选择性,这被提议为能够进行精确大小选择性分子筛分的方法。虽然GOms前景广阔,但其实际可行性却受到了阻碍,这是由于GO膜在水溶液中结构不稳定性以及选择性不强,一直是个挑战。

近日,北京工业大学安全福教授团队报道了一种高度稳定和超渗透的沸石-咪唑啉骨架-8(ZIF-8)-纳米杂化GOms,它是通过冰模板和ZIF-8在纳米片边缘的原位结晶制备的。微孔缺陷中ZIF-8的选择性生长扩大了层间间距,同时也赋予层压板框架机械完整性,从而产生稳定的微观结构,能够维持60 L m−2 h−1 bar−1(比GOm高30倍)的透水性180 h。这项研究工作以“Graphene oxide membranes with stableporous structure for ultrafast water transport”为题发表在国际顶级 期刊《 Nature Nanotechnology》上。

论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41565-020-00833-9

打开网易新闻 查看更多图片

总的来说,作者报道了一种高稳定性和超渗透性的GO/沸石-咪唑啉骨架-8(ZIF-8)杂化膜结构的设计,具有超强的纳滤性能,在分离膜领域具有重要意义,这种调节膜微观结构的技术为开发下一代纳滤膜提供了指导! (文: one end)

图1. IF-8 @ f-Gom薄膜制备示意图和结构表征

图2. GO基膜的孔结构和ZIF-8生长机理示意图

图3 错流条件下GO基膜的纳滤性能表征

图4 ZIF-8@f-GOm分离机理

特别声明:本文为网易自媒体平台“网易号”作者上传并发布,仅代表该作者观点。网易仅提供信息发布平台。
8赞
大家都在看打开应用 查看全部
网易热搜每30分钟更新
打开应用 查看全部
打开