我们报告了基于含磺酸基的氧化石墨烯（SGO）（45 wt％的负载量）和PVDF的静电耦合氧化石墨烯纳米复合阳离子交换膜（CEM）的制备，其中离子交换基团由SGO添加剂提供。通过将氧化石墨烯（GO）与衍生自3,4-二羟基-L-苯丙氨酸（LDOPA）和聚（4-苯乙烯磺酸钠）（PSS）的混合物混合来制备SGO。开发了一种压铸技术来制造独立的纳米复合材料CEM。FTIR光谱证实了纳米复合物中磺酸基的存在。能量色散光谱分析表明，SGO分布在整个膜基质中，聚集最小。所得的SGO/PVDF纳米复合CEM膜显示出高亲水性和高吸水率，但溶胀率低。此外，对纳米复合材料CEM的电化学性能的评估显示出良好的离子交换容量（0.63±0.08 meq/g）、渗透选择性（0.95±0.04）和面积电阻（2.8±0.2 Ω cm²）。纳米复合材料CEM在电膜脱盐应用中显示出良好的潜力。
 
Figure 1. 静电耦合PSS/L-DOPA/GO（SGO）作为聚合物（PVDF）膜中的阳离子交换添加剂的概念。
 

Figure 2. SGO/PVDF纳米复合膜的制造示意图。
 

Figure 3. 膜的SEM显微照片。SGO/PVDF纳米复合膜的（a）顶面和（b）横截面。PVDF膜的（c）顶面和（d）横截面。

 
Figure 4. AFM图像显示（a）SGO/PVDF膜和（b）PVDF膜的形貌。膜样品的水接触角：（c）SGO/PVDF CEM，（d）PVDF。
 

Figure 5. SGO/PVDF与商用CEM和其他异质CEM的离子交换容量（IEC）、渗透选择性（P）和区域电阻（R_A）的比较
 
     相关研究成果于2019年由哈里发科技大学Linda Zou课题组，发表在Journal of Membrane Science（https://doi.org/10.1016/j.memsci.2019.117457）上。原文：Electrostatically-coupled graphene oxide nanocomposite cation exchange membrane。