氧化石墨烯（GO）凭借其独特的二维（2D）纳米通道和珍珠层状的薄层结构，显示出优异的分子筛性质。然而，充分利用其无与伦比的特征去大规模构建GO基膜仍存在很大挑战。在这里，呈现了一种简便，超快且环保的策略用于设计超薄GR/GO@PEI复合膜。惊喜的是，将其转移到任何给定的基材上，无论其化学成分，结构和规格如何，这种复合膜均显示出极好的结构稳定性。此外，该膜还显示出高通透性达191 L m-2 h-1 bar-1的，对刚果红的截留率超过99％，该性能优于目前报道的大多数GO基分离膜。它还可以承受许多物理损伤和化学腐蚀，以及进一步实现复杂多组分生活污水的纯化。这项工作呈现了一可扩展的实验方法，为开发具有超快和精确分离通道的二维层状膜用于实际水纯化开辟了新道路。 
 
Figure1. 通过自组装过程在气/液界面构造GR/GO@PEI复合膜的示意图及其在分子筛中的应用。
 

Figure 2. （A）GO溶液和（B）独立GR/GO膜在塑料容器中多孔海绵诱发后的光学照片，（C）GR/GO膜高度均匀地大面积分布在平坦的PVDF过滤物质上，GO的（D）TEM和（E）SEM图，GR/GO@PEI复合膜的（G）上部和（F）底部的SEM图，（H）GR/GO@PEI复合膜的横截面SEM图。
 

Figure 3. （A-C）各种膜的FIB横截面图。（D）分别针对各种靶向膜的润湿性动态变化。（E）GR/GO@PEI复合膜在不同pH环境下上部和底部的Zet电位。（F）上部和下部的拉曼光谱。（G）GR膜，GO膜，，GR/GO膜以及GR/GO@PEI复合膜的XPS谱图。（H）不同的膜的C，O和N元素含量。（I）GR/GO@PEI复合膜的XPS深度分析结果。
 

Figure 4. （A）将GR/GO膜和（B）GR/GO@PEI复合膜浸入水中并擦后的光学照片。（C-D）GR/GO@PEI复合膜分别在HCl（1mol/L）和NaOH（1mol/L）溶液中处理72小时后的SEM图。（E）GR/GO@PEI复合膜被HCl和NaOH处理3天后对CR溶液的分离通量和截留能力。
 
      该研究工作由中科院宁波材料所的Tao Chen联合Jincui Gu课题组于2020年发表在J. Mater. Chem. A期刊上。原文：Interfacial Self-assembled GR/GO Ultrathin Membranes in Large Scale for Molecular Sieving。

摘自《石墨烯杂志》公众号：