近日，taptap下载安装安卓理学院龙梦影等人在氧化石墨烯纳滤膜方面取得进展，相关成果以“Collaborative intercalation and reduction of graphene oxide for highly stable and efficient nanofiltration membranes”发表于一区TOP杂志《Journal of Membrane Science》。

氧化石墨烯纳米片作为一类备受瞩目的二维材料，正逐步在材料科学的前沿领域展现出其独特的魅力与广泛的应用潜力。这类纳米材料以其卓越的性能特性--包括超大的比表面积、卓越的柔韧性、优异的化学稳定性以及杰出的机械强度，成为了科研人员探索新型功能材料时的重要选择。尤为值得注意的是，氧化石墨烯纳米片表面富含的羧基(-COOH)和羟基(-OH)等官能团，不仅极大地丰富了其化学修饰的可能性，还赋予了其在水相中优异的分散性能。这一特性为制备均匀分散的氧化石墨烯溶液乃至进一步构筑高质量、均相的氧化石墨烯薄膜提供了坚实的基础，在海水淡化、污水处理以及水渗透蒸发等环境处理与资源回收领域展现出广阔的应用前景。

本研究证明了采用掺杂和还原策略可以提高CD-rGO纳米过滤膜的性能和稳定性。通过详细的实验设置，将2β-CD掺入GO纳米片并通过热处理进行还原。通过红外光谱的位移证实了2β-CD与GO之间氢键的形成，这一作用在稳定膜结构中起到了关键作用。我们的研究结果表明，2β-CD的掺入不仅扩大了层间距，还利用其固有的孔隙度促进了水的传输，显著提高了膜的亲水性和操作稳定性。优化后的CD-rGO膜含有40微克的纳米片混合物，展现出卓越的性能，水通量为96.9 L m−2 h−1 bar−1。对于MB、EBT和GR，CD-rGO膜的染料截留率分别达到98.5%、99.3%和99.5%。CD-rGO膜的耐久性也得到了显著改善，在长时间的超声波测试下未出现任何缺陷，与GO、rGO和CD/GO膜形成了鲜明对比。此外，CD-rGO膜在交叉流过滤试验中也展现出了压力和长期稳定性。这些结果强调了双重掺杂还原策略在制造坚固、高性能纳滤膜方面的潜力，这些膜适用于包括水处理和净化在内的各种分离技术。

图1. CD-rGO膜的制备原理示意图。

论文的第一作者和通讯作者均为理学院材料化学系教师龙梦影。该研究得到了国家自然科学基金青年项目和taptap下载安装安卓中央高校项目的支持。

论文链接：Collaborative intercalation and reduction of graphene oxide for highly stable and efficient nanofiltration membranes - ScienceDirect