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浙江農(nóng)林大學Liang Chen課題組--選擇性還原氧化石墨烯膜中的環(huán)氧基以實現(xiàn)超高透水性
       當除去環(huán)氧基而在GO薄片中保留羥基時,預計氧化石墨烯(GO)膜的滲透性會顯著改善。但是,對于常規(guī)的還原方法,仍然難以實現(xiàn)對含氧基團的這種選擇性還原。在本文中,我們展示了使用改性電子束輻照(EBI)精確選擇性地還原低環(huán)氧含量但高羥基含量的GO薄片。值得注意的是,用還原的GO薄片(EBI-rGO)制備的膜具有92.7至267.1 L m-2 h-1 bar-1的超高水滲透率,同時仍保持了兩種染料(甲基藍、對硝基苯胺和若丹明B)和多價金屬離子(Fe3+、Pb2+、Cu2+)的有效排斥率。理論計算表明,通過使用氫自由基(H+)還原環(huán)氧而獲得新生成的羥基在控制選擇性還原中起著重要作用。我們的研究提供了一種制備具有出色水凈化性能的GO膜的有效方法。
 

Figure 1. (a)沿標記的白線截取的具有相應高度輪廓的橫截面的AFM圖像,以及(b)EBI-rGO3/4的側(cè)面面積分布
 
 
Figure 2. GO和rGO膜的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像。GO膜的(a)表面和(b)橫截面, EBI-rGO3/4的(c)表面和(d)橫截面,(e)C-rGO膜的表面,以及(f)T-rGO膜的表面膜用于抵制副苯胺溶液
 

Figure 3. 從(a)染料(MB、PR、RB)和(b)多價金屬離子(Fe3+、Pb2+、Cu2+)滲透測試獲得的GO和EBI-rGO膜的水通量和截留率?;谒髁?,c)染料和d)多價離子的水通量和排斥率,與文獻中的報道進行對比
 

Figure 4. (a)GO和(b)EBI-rGO3/4膜對MB的透水率和截留率的穩(wěn)定性測試。
 
       相關研究成果于2021年由浙江農(nóng)林大學Liang Chen課題組,發(fā)表在Carbon(https://doi.org/10.1016/j.carbon.2020.09.076)上。原文:Selective reduction of epoxy groups in graphene oxide membrane for ultrahigh water permeation。

轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號

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