《Nature》发文报道离子准确“装订”石墨烯膜用于离子筛分 和海水淡化研究取得重大突破

宣布时间:2017-10-11投稿:孙延枫 部分:情形与化学工程学院 浏览次数:

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近期,,我校吴明红教授团队在石墨烯研究领域取得了重大突破 。。。。2017年10月9日,,《Nature》 杂志在线揭晓了题为“通过离子控制石墨烯氧化膜层间距实现离子筛分(“Ion sieving in graphene oxide membranes via cationic control of interlayer spacing”)的研究论文 。。。。研究提出并实现了通过水合离子准确控制石墨烯膜的层间距,,展示出优异的离子筛分和海水淡化性能 。。。。

该事情由8188cc威尼斯吴明红团队、中国科学院上海应用物理研究所方海平团队、南京工业大学金万勤团队以及浙江农林大学的研究职员施展各自优势一起联合攻关完成 。。。。

准确控制石墨烯膜的层间距在情形、能源质料等领域具有主要意义,,尤其在水处置惩罚、离子/分子疏散以及电池/电容等应用领域中起到要害作用 。。。。关于石墨烯纳米片,,要实现其层间距牢靠并准确到十分之一纳米这么小的标准,,其难题可想而知,,更具挑战的是,,石墨烯膜在水溶液中还会爆发溶胀导致疏散性能严重衰减 。。。。一直以来,,研究者们使用纳米手艺操控、膜间修饰小分子等手艺做了诸多起劲但仍难以如愿 。。。。

研究提出了溶液中离子自己可以有用控制(氧化)石墨烯膜的层间距,,并举行了响应的理论模拟盘算加以验证 。。。。同时使用上海光源的X射线小角散射(BL16B1)、细腻吸收谱(BL14W1)以及紫外等表征手段证实晰离子与石墨烯片层内芳香环结构之间保存水合离子-π相互作用 。。。。这样的作用像“桥墩”一样支持石墨烯片层,,准确控制了石墨烯膜的层间距,,而差别巨细的水合离子相当于差别巨细的“桥墩”,,进而对应于差别的层间距 。。。。

通过实验乐成实现并视察到石墨烯膜与差别的离子溶液作用后具有特定的层间距,,这样的间距可以小到一纳米左右,,而差别离子对应的间距差别小于十分之一纳米;;;当石墨烯膜与水合直径小的离子溶液连系后,,具有更洪流合直径的离子就难以进入石墨烯膜 。。。。因此,,通过离子选择可以实现对石墨烯膜的层间距达十分之一纳米的准确控制 。。。。别的,,通过系列水合离子控制的多石墨烯复合膜,,从实验上实现了差别离子间的准确筛分 。。。。

8188cc威尼斯为论文第一单位,,吴明红教授和她的2014级博士生陈亮同砚划分为论文的配合通讯作者和第一作者,,2014级硕士生彭兵权同砚为并列第一作者,,加入此项事情的吴明红团队成员尚有徐刚教授、硕士生王佳俊、李德远、钱哲同砚等 。。。。

该研究获得了国家自然科学基金委、教育部立异团队、科技部、中国科学院、上海光源、北京超算中心、广州超算中心以及上海超算中心的经费支持 。。。。

文章全文链接:https://www.nature.com/doifinder/10.1038/nature24044



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