采用真空辅助过滤技术成功制备了氧化石墨烯/凹凸棒石(GO/APT)复合膜，用于染料废水的高效处理。通过红外光谱、X射线光电子能谱、拉曼光谱、X-射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜的表征，证实了APT纳米棒通过接枝改性形成了GO层间距(d-间距)、膜表面微观结构(层形态、结构和亲水性)甚至水分离性能。与原始GO膜相比，随着APT/GO比例的增加，GO/APT膜的d间距从0.90 nm逐渐增大到1.07 nm，而水接触角从71.0°减小到43.3°。此外，GO/APT膜具有粗糙的层次化结构和较高的表面亲水性，这与较大的层间距相结合，可以协同提高分离性能。在优化条件下，对7.5 mg L^-1 Rh B废水，GO/APT膜的水渗透通量从原始GO膜的3.4提高到13.3 L m⁻² h⁻¹，截留率接近100%。同样，膜厚度、染料浓度和料液中的分离物种也会影响膜的分离性能。通过GO/APT纳滤膜的协同分离机理：形成三维网状层状结构的畅通水通道的尺寸排斥效应，以及膜表面含氧官能团与带电分子之间的静电相互作用，有效地去除了染料分子。这些GO/APT膜表现出高效的分离性能，为其在水净化和染料废水处理中的潜在应用提供了新的视角。

 
Fig 1. (A)APT纳米棒的结构和FESEM图像。

 
Fig 2. GO/APT复合膜制备工艺示意图。

 
Fig 3. GO、APT和GO/APT复合材料的FT-IR光谱。

 
Fig 4. (A)GO，APT，GO/APT(1/4)复合材料的XPS测量，以及相应的(B)C 1s，(C)O 1s和(D)Si 2p谱。图中显示了原始数据(黑线)、背景(黑虚线)、拟合线(红线)和去卷积峰(蓝线)。

 
Fig 5. GO和GO/APT复合材料的拉曼光谱。

 
Fig 6. (A)GO、APT粉末和GO/APT复合材料的X射线衍射谱；(B)GO-APT混合物和GO/APT复合材料(1/2)；(C)原始GO、纯APT和GO/APT复合膜，以及(D)GO和GO/APT复合膜的相应d间距。

 
Fig 7. 纯GO和GO/APT复合膜在Rh B染料溶液中(C₀=7.5mg L⁻¹)中，GO/APT比对(A)纯水通量和(B)分离性能的影响。
 

Fig 8. GO/APT复合膜的水接触角。

 
Fig 9. (A)PC载体、(B)原始GO膜和(c，d)GO/APT(1/4)膜的FESEM图像。

 
Fig 10. (A)GO/APT复合材料负载量和(B)Rh B进料浓度对GO/APT(1/4)膜分离性能的影响。

 
Fig 11. GO和GO/APT(1/4)复合膜的Zeta电位。
 
      相关研究工作由江西师范大学Xiao-Liang Zhang课题组于2018年在线发表在《Separation and Purification Technology》期刊上，Incorporating attapulgite nanorods into graphene oxide nanofiltration membranes for efficient dyes wastewater treatment，原文链接：https://doi.org/10.1016/j.seppur.2018.04.079

转自《石墨烯研究》公众号