氧化石墨烯（GO）层状膜具有快速的水输运纳米通道，在选择性分离水分子方面具有广阔的前景，但膜表面的水捕获能力限制了分离性能。这里，通过自下而上的方法，使用结构可调的单宁酸（TA）纳米聚集体作为构建模块，在GO层状膜上功能化了水捕获层，获得了异质结构GO膜应用于酒精脱水。TA层表面的富氧官能团可从乙醇水溶液中捕获水，其表面水捕获能力增强至309％。通过调节TA纳米聚集体的聚集结构和组装过程，可以控制其表面水捕获能力。结合增强的表面水捕获能力和GO的快速水输运纳米通道，对于正丁醇脱水时，最优的异质结构GO膜表现出高的渗透通量达9988 g m-2 h-1，较高的分离因子达4424。
 
 
Figure 1.（a）TA–GO/PTFE膜的制造和结构示意图。（b）TA5涂层-GO/PTFE和原始的GO/PTFE膜的表面AFM图像。（c）高度情况。（d）TA5-GO/PTFE膜的高分辨率横截面TEM图像。（e）TA5涂层的高分辨率横截面TEM图像。
 
  
Figure 2.（a）TA5-GO/PTFE膜的横截面SEM图像。（b-c）元素分布。（d）TA–GO膜，GO膜和TA粉的FTIR光谱。（e）GO，TA5-GOTA7-GO和TA9-GO膜的拉曼光谱。（f）TA-GO，GO和TA水溶液的紫外-可见光谱。
 
  Figure 3.（a）GO/PTFE（b）TA5-GO/PTFE，（c）TA7-GO/PTFE和（d）TA9–GO/PTFE膜的AFM图像，示意图和SEM图像。（e）XPS光谱和（f）高分辨率C 1s XPS光谱。
 
 
Figure 4.（a）不同膜的水接触角和表面zeta电位。（b）不同膜的分子捕获能力。（c）不同膜在不同的溶剂中的层间距。（d）单组分溶剂渗透通量比较。
  
       该研究工作由天津大学Zhongyi Jiang和Fusheng Pan课题组于2021年发表在Journal of Materials Chemistry A期刊上。原文：Heterostructured graphene oxide membranes with tunable water-capture coatings for highly selective water permeation。

转自《石墨烯杂志》公众号