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                南工大团队基于分子桥战略制备水波动的氧化石墨烯膜
                Wiley网 / 工夫:2019-11-25 09:49:41

                  据X-MOL资讯微信大众平台2019年11月24日讯 比年来,以石墨烯为代表的二维资料开拓了设计开辟分子标准选择性别离膜的新期间。尤其是氧化石墨烯(graphene oxide,GO)资料,因其共同的二维构造和可调的归天性子,成为抱负的别离膜修筑单位。GO膜体现出对分子/离子优秀的别离功能,在水污染、海水淡化、防腐涂层以及能量贮存和转换等范畴都具有精良的使用远景。
                  GO膜在水情况中的波动性是其停止无效别离的先决条件,并已成为现阶段限定GO膜开展和使用的紧张瓶颈题目。少量的含氧官能团招致GO膜层在水溶液中溶胀乃至再疏散,膜孔构造遭到严峻毁坏,别离服从明显降落。同时,GO膜层与支持体之间缺乏强作用力,十分容易发作GO膜层从支持体上剥离的景象,难以坚持GO膜的完好性。
                  针对GO膜水波动性差这一宏大应战,南京产业大学金万勤传授团队提出一种浅易、通用的分子桥战略,经过在GO膜层间和界面辨别修筑短链和长链分子桥,乐成制备了在水中构造波动的GO膜(见图1)。


                南工大团队基于分子桥战略制备水波动的氧化石墨烯膜

                图1.a)修筑层间短链分子桥与界面长链分子桥制备构造波动的GO膜;所制备的GO膜在b)高压、c)错流、d)25天临时过滤实行中都能坚持精良的别离功能;e)长、短链分子桥的引入明显进步了GO膜在水中的构造波动性;f)该任务报道的GO膜波动性优于文献别的二维资料膜。


                  公道可控地构建GO膜层间与界面互相作用是处理GO膜波动性题目的要害。作者辨别设计了层间短链分子桥与界面长链分子桥。研讨发明,多巴胺作为层间短链分子桥经过脱水缩合与亲核加成反响交联相邻GO片层,可以无效克制GO膜层在水中的溶胀趋向。同时,壳聚糖作为界面长链分子桥与多孔支持体构成增大的打仗面积,并经过席夫碱反响共价衔接GO膜层,可以明显提拔GO膜的界面联合性。长、短链分子桥的引入使GO膜取得优秀的水波动性,在高压、错流以及长达25天的过滤实行中都能坚持精良的别离功能。该任务为完成新型二维资料膜在水污染等范畴的实践使用提供了新的思绪与战略参考。
                  这一效果作为VIP奉献宣布在国际化学范畴顶级期刊Angewandte Chemie International Edition上(Molecular bridges stabilize graphene oxide membranes in water. Mengchen Zhang, Yangyang Mao, Guozhen Liu, Gongping Liu, Yiqun Fan, Wanqin Jin. Angew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201913010),文章的第一作者为张梦辰博士,通讯作者为金万勤传授和刘公道传授。该研讨任务失掉了国度天然迷信基金严重项目(No. 21490585)、面上项目(No. 21776125)等的赞助与鼎力支持。