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Review on structural control and modification of graphene oxide-based membranes in water treatment: From separation performance to robust operation

生物污染 海水淡化 结垢 石墨烯 材料科学 表面改性 水处理 膜污染 膜技术 氧化物 化学工程 纳米技术 工艺工程 环境工程 环境科学 化学 工程类 生物化学 冶金
作者
Ning Zhang,Wenxu Qi,Lili Huang,En Jiang,Junjiang Bao,Xiaopeng Zhang,Baigang An,Gaohong He
出处
期刊:Chinese Journal of Chemical Engineering [Elsevier]
卷期号:27 (6): 1348-1360 被引量:47
标识
DOI:10.1016/j.cjche.2019.01.001
摘要

Membrane separation has become an important technology to deal with the global water crisis. The polymer-based membrane technology is currently in the forefront of water purification and desalination but is plagued with some bottlenecks. Laminated graphene oxide (GO) membranes exhibit excellent advantages in water purification and desalination due to the single atomic layer structure, hydrophilic property, rich oxygen-containing groups for modification, mechanical and chemical robust, anti-fouling properties, facile and large-scale production, etc. Thus the GO-based membrane technology is believed to offer huge opportunities for efficient and practical water treatment. This review systematically summarizes the current progress on the water flux and selectivity intensification, stability improvement, anti-fouling and anti-biofouling ability enhancement by structural control and modification. To improve the performance of the laminated GO membrane, interlayer spacing tunability and surface modification are mainly used to enhance its water flux and selectivity. It is found that the stability and biofouling also block the service life of the GO membrane. The crosslinking method is found to effectively solve the stability of GO membrane in aqueous environment. Introducing nanoparticles is a widely used method to improve the membrane biofouling ability. Overall, we believe that this review could provide benefit to researchers in the area of GO-based membrane technology for water treatment.
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