《Desalination》：中间层辅助堆叠法构建有序石墨烯脱盐膜

Building ordered graphene membranes by intermediate layer assisted stacking method for promoted desalination

Leyao Liu, Yunchen Wu, Luzheng Peng, Yan Lv, Qianqian Lan*, Tianxi Liu*

Desalination 2024, DOI: 10.1016/j.desal.2024.117672

石墨烯及其衍生物具有原子级厚度、优异的强度和良好的稳定性，是制备具有可控传质行为的高性能层状分离膜的理想材料。然而，石墨烯纳米片在具有复杂表面特性的大孔基膜上的无序组装易造成离子分离选择性的降低。

基于此，江南大学化学与材料工程学院刘天西教授课题组提出了一种中间层辅助有序堆叠策略，构建具有高离子选择性的有序石墨烯膜。首先在大孔基膜上组装共价有机框架（COF）纳米片中间层，然后在COF中间层上组装氧化石墨烯（GO）纳米片并进行热还原，获得rGO/COF复合膜。COF中间层修饰的基膜孔隙丰富、粗糙度降低、亲水性增强，有利于GO纳米片的有序堆叠，减少堆叠过程中产生的微孔缺陷，使膜对盐离子具有较高的截留率。所得rGO/COF复合膜对Na₂SO₄、NaCl和各种有机染料的截留率分别高达90%、50%和98%，均高于纯rGO膜。同时，rGO/COF复合膜在不同pH值和盐浓度的溶液中均具有良好的分离性能，可长期稳定运行至少10天。该工作有望加深对层状分离膜有序堆叠行为的理解，并为高性能层状分离膜的设计提供新思路。

本论文第一作者为江南大学化工学院2023级博士生刘乐遥，通讯作者为刘天西教授和兰倩倩副研究员。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.desal.2024.117672

纯rGO膜和rGO/COF复合膜结构示意图