氧化石墨烯容易量产,但是氧化石墨烯膜浸润在溶液中之后,氧化石墨烯片层之间会吸水扩大层间距,降低了海水淡化效率,因此现有的研究工作主要集中于如何控制氧化石墨烯片层之间的层间距。
另外国内也有相关的研究成果。
那就是制作的石墨烯纳米筛和碳纳米管相结合的二元结构石墨烯薄膜,该薄膜兼具前者的选择性分离效率和后者的强度优势。
单原子层厚的纳米多孔二维材料具有最小的水传输阻力和最大的水渗透流量,是构建超薄高效海水淡化膜的理想材料。
然而,将超薄二维材料应用于实际海水淡化面临着两大难题。
首先是如何制备具有优异机械强度和柔性的大面积无裂缝的纳米孔二维薄膜。
其次是如何在薄膜内部引入高密度均一孔径分布的亚纳米孔,实现水分子的高效选择性通过和盐离子/有机分子的有效截留。
对于第一个难题,碳纳米管具有优异的机械性能,并且与石墨烯的结构类似,两者之间可以通过π-π键和范德华力相互作用。
由碳纳米管搭接形成的碳纳米管薄膜是一种多孔的网络结构(平均孔径300 纳米)的薄膜,不仅可以与石墨
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