氧化石墨烯引起了人們廣泛的研究興趣，使用氧化石墨烯組裝的層壓膜在氣體分離，脫鹽和水凈化方面得到廣泛應用。由二維材料制成的層壓膜的分離性能在很大程度上取決于二維材料的層間距和支撐基質(zhì)的孔徑大小。作者提出了用剛性的二維共價有機框架(COF) 夾雜在部分還原的氧化石墨烯(prGO)中來制備層壓納濾膜以優(yōu)化其性能。采用水熱組裝和壓力輔助過濾法制備了一系列含有不同質(zhì)量比的COF納米片(0.1～0.5)/prGO層壓膜。該層壓膜也被沉積在孔徑從0.1到0.65mm的尼龍基材上。圖 通過水熱裝配和壓力輔助過濾方法制造prGO / COF膜的示意圖COF的加入一方面增加了prGO納米片的層間距，創(chuàng)建了具有較低傳輸阻力和較高透水性的納米通道，防止了還原過程中prGO納米片的重新堆疊。另一方面，COF的加入形成了具有豐富褶皺和波紋的自支撐多孔結(jié)構(gòu)。圖2 (a-c)沉積在具有不同孔徑的基質(zhì)上的prGO/COF-0.3膜的示意圖以及對應的橫截面SEM與原始的prGO膜相比，強化褶皺和波紋后的膜表面積增加了53.4%。優(yōu)化后的prGO/COF層壓膜的透水率提高27倍且不影響其對有機染料的排斥率。此外，在納濾測試中，prGO/COF膜可在5 bar的壓力下持續(xù)10小時表現(xiàn)穩(wěn)定。總的來說，這項工作提供了一個新的方法來增加納米載體層間距，為實現(xiàn)針對各種潛在應用的高性能且堅固的二維材料層壓膜提供了一個多方向的策略和設(shè)計指導。悉尼大學Su Xiao博士為該綜述論文的第一作者，悉尼大學陳元教授Alejandro Montoya博士、Kunli Goh博士和劉飛博士為通訊作者，悉尼大學為第一完成單位。Graphene oxide laminates intercalated with 2D covalent-organic frameworks as a robust nanofiltration membraneXiao Sui, Ziwen Yuan, Chang Liu, Li Wei, Meiying Xu, Fei Liu, Alejandro Montoya, Kunli Goh, Yuan ChenJournal of Materials Chemistry A, 2020-04-27版權(quán)所屬為Royal Society of Chemistry 2020
