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材料资讯:一种能有效去除水中盐分的膜
奇材馆 / 2022-12-06     阅读次数:64

研究人员开发了一种超薄聚合物有序膜,可以有效去除海水和卤水中的盐分,同时实现快速的水运输。kaust领导的团队展示了他们的分离膜可以为目前使用的海水淡化系统提供一种可行的替代方案。

海水淡化膜需要同时表现出高的水通量和高的盐排斥性,由于碳纳米管和石墨烯等纳米结构的无摩擦表面和形成直径小于一纳米的通道的倾向,因此有希望成为合适的候选材料。

二维CPF材料多在溶液中合成,基于溶液的合成不易产生膜形貌。此外,CPF材料在溶液中倾向于随机生长,这导致形成无序的三维结构,微孔定义不明确,而不是所需的二维结构。这促使该团队开发了一种新的策略,通过化学气相沉积(CVD)制造2D CPF膜,以实现其控制生长为具有规则结构的超薄膜,其中包含明确的亚纳米通道。

以有机碱为催化剂,将单体三乙基苯沉积在原子平面单晶铜衬底上。三乙基苯有三个活性基团,它们作为进一步单体的锚点,它们彼此之间呈120度角,形成有组织的、定义明确的环状结构阵列,堆叠成纳米以下大小的疏水性菱形结构。

水分子在膜内部形成了一个三维网络,而不是沿着垂直的三角形通道作为一维链在膜中移动。该膜在碳纳米结构的基础上进行了改进,并具有净水的潜力,因为它可以在正向和反向渗透配置下有效地从海水或卤水中生产高纯水。它还显示出强烈的排斥二价离子,除了小的带电和中性分子。

该团队目前正致力于提高膜的防污性能、机械强度和长期化学稳定性,并微调其表面电荷性质和通道大小,以生产一种适用于不同应用的多功能平台。正如第一作者沈洁(Jie Shen)告诉《今日材料》(Materials Today)的那样,“这些结构可能会在基础和实践层面激发对各种化学分离过程的进一步探索,如气体分离、有机分离和离子筛选。”

“这些结构可能会激发在基础和实际层面上对各种化学分离过程(如气体分离、有机分离和离子筛选)的进一步探索。

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