Важный прогресс в изучении мембраны из оксида графита

Точное регулирование расстояния между мембранами из оксида графена является ключом к его применению при очистке воды, разделении ионов / молекул и аккумуляторов / емкости. Однако точное «связывание» наночастиц оксида графена с пленками оксида графена и фиксация расстояния между слоями является очень сложной задачей. При финансировании проекта Национального фонда естественных наук (номера проектов: 11290164, 41430644, 21490585, 1157 4339, 1140 4361, 21476107, 11722548), Fanghaiping из Шанхайского института прикладной физики Китайской академии наук, Wminghong Nanjinggongyedaxuejinwanqin из Шанхая University и Chen Nanjinggongyedaxuejinwanqin из Китайской академии наук. В этой статье предлагается и реализуется точное регулирование расстояния между пленками оксида графена с помощью самих гидратированных ионов воды. Мембрана демонстрирует отличные свойства фильтрации ионов и опреснения морской воды. Соответствующая работа была названа «Ion SievinGraphene OxideMembranesviacriCommission InterlayerSpaging» (катионная регуляция расстояния между мембранами из оксида графена для ионного скрининга) и была опубликована в Интернете 9 октября в журнале Nature. Ссылка на оригинал: http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature24044.

Команда Фангхайпинга предположила, что сами ионы в растворе могут эффективно контролировать расстояние между пленкой оксида графена и выполнить соответствующие теоретические расчеты моделирования. Они использовали Шанхайский источник света рентгеновского малоуглового рассеяния (BL16B1), тонкий спектр поглощения (BL14W1) и ультрафиолет, чтобы подтвердить наличие гидратированных ионных π-взаимодействий между ионами и ароматическими кольцами в графеновых листах. Это взаимодействие поддерживает лист оксида графена как «опору моста», а гидратированные ионы разных размеров эквивалентны «опорам моста» разных размеров, которые могут точно регулировать расстояние между слоями. Команда Уминхонга успешно определила и наблюдала конкретный интервал между слоями после взаимодействия пленки оксида графена с различными ионными растворами. Расстояние может составлять всего около одного нанометра, а соответствующее расстояние между мембранами после разных ионов различается на уровне Emi. Команда Jinwanqin разработала и изготовила серию пористой керамики, поддерживаемой гидратированными ионами, чтобы обеспечить точное экранирование различных ионов. Для ионов калия с минимальным диаметром гидратации из-за слабого гидратного слоя ионов калия гидратный слой после попадания в мембрану из оксида графена деформируется, что приводит к особенно малому расстоянию между слоями. Таким образом, пленка оксида графена, пропитанная раствором иона калия, может эффективно задерживать все ионы в растворе соли, включая сами ионы калия, но при этом она может эффективно проходить через молекулы воды. Это исследование не только предоставляет теоретические и технические рекомендации для проектирования и изготовления пленок оксида графена, но также открывает новые идеи для исследования других двумерных материалов в области разделительных пленок.

Страница содержит содержимое машинного перевода.