Улучшенные графеновые мембраны
15-02-2018 Coatings Today 114

Последние достижения технологических разработок обещают расширить возможности использования мембран на основе оксида графена в технологиях очистки и фильтрации. Впервые было продемонстрировано, что мембраны на основе оксида графена могут быть использованы для быстрой и эффективной фильтрации органических растворителей. Между тем, другая команда исследователей продемонстрировала, как расстояние между слоями оксида графена может быть зафиксировано с помощью катиона металла для контроля пропускающей способности мембраны.

Мембраны на основе оксид графена представляют интерес для очистки и фильтрации благодаря своим уникальным свойствам и быстрой пропускающей способности, но до недавнего времени их можно было использовать исключительно с жидкостями на водной основе.

Исследователи полагают, что крошечные отверстия в хлопьях, соединенных графеновыми каналами шириной всего 1 нм, позволяют проникновение и просеивание органических растворителей, когда мембрана достигает критической толщины (8 нм). Если толщина увеличивается, мембрана становится все более непроницаемой для растворителей. Вода, однако, продолжает проникать через мембрану как обычно.

По сравнению с современными полимерными мембранами для нанофильтрации органических растворителей мембраны на основе оксид графена демонстрируют почти 100% фильтрацию меньших молекул, позволяя в 10 раз больший поток.

Между тем, команда из Шанхайского университета, Шанхайского института прикладной физики, Университета Чжэцзян и Нанкинского технологического университета, показала, что расстояние между слоями оксид графена может быть зафиксировано при использованиии катионов, таких как K +, Na +, Ca +, Li + и Mg 2+.

«Несмотря на огромные усилия и попытки выровнять межслоевой интервал, на сегодняшний день контроль межслоевого расстояния таким образом, чтобы обеспечить высокоэффективное разделение малых ионов и молекул остается очень сложной задачей».

Чтобы преодолеть это ограничение, исследователи просто погрузили слоистые мембраны оксида графена в солевые растворы. В зависимости от типа соли межслоевое расстояние может быть зафиксировано при разных значениях в соответствии с размером катиона.

Оба исследования важны и продвигают развитие в области мембран оксида графена. Безусловно, необходимы более глубокие исследования их структуры.