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自支撑部分氧化少层石墨烯膜的脱盐性能研究
Balapanuru, J., Manga, K., Fu, W., Abdelwahab, I., Zhou, G., Li, M., Lu, H., Loh, K.
Desalination
Abstract
含复杂微毛细水通道网络的多层堆叠氧化石墨烯（GO）片作为过滤膜兼具超高水渗透与离子排斥特性，但其实际脱盐应用受制于可扩展性、层间溶胀及压力驱动通量下的机械不稳定性等多重问题。为解决这些挑战，我们开发了用丙烯酸粘合剂层压GO片制备大面积（实验室规模＞1 m²）自支撑膜的工艺，用于高性能脱盐。高性能脱盐的关键在于控制石墨烯片层间距与可控氧化程度。研究结果表明，部分氧化少层石墨烯（POFG）因其更小层间距与抗溶胀性，在正向渗透（FO）中性能远优于深度氧化GO。我们的丙烯酸层压POFG膜（水通量79 L/m²/h，反向盐通量3.4 g/m²/h）在FO中的性能至少达到商业三乙酸纤维素（CTA）膜（10 L/m²/h和12 g/m²/h）的七倍（水通量）和三倍（反向盐通量）。