“Ion-cage” structure of graphene oxide membranes with stable interlayer spacings towards efficient desalination

海水淡化 石墨烯 渗透 材料科学 氧化物 化学工程 离子 海水淡化 水溶液 纳米技术 化学 渗透 有机化学 生物化学 工程类 冶金
作者
Shuai Wang,Ruobing Yi,Yi Huang,Haoran Zuo,Y. Zhang,Ying‐Ying Huang,Liang Chen,Shanshan Liang
出处
期刊:Separation and Purification Technology [Elsevier BV]
卷期号:336: 126296-126296 被引量:12
标识
DOI:10.1016/j.seppur.2024.126296
摘要

Multilayered graphene oxide (GO) membrane with sub-nanometer channels is an ideal candidate for desalination. However, excluding small ions using GO-based membranes in the pressured filtration processes remains a great challenge due to the tortuous transport paths of laminates and their water-swelling characteristic. In our previous work, we developed the cation-controlled theory to precisely regulate the interlayer spacing of GO membranes in aqueous solutions. In this work, we proposed an "ion-cage" strategy to enhance the stability (anti-swelling) of the K-controlled GO (icGO-K) membrane for achieving efficient desalination. The icGO-K membrane, coated with positively charged polyethyleneimine (PEI) on its upper and lower surfaces, immobilized intercalated cation K+ between the laminates by electrostatic repulsion to maintain the stability of the confined interlayer spacing. The icGO-K membrane demonstrated superior rejection of 95.3 %, 83.2 %, 81.8 %, and 70.7 % for MgCl2, MgSO4, NaCl, and Na2SO4 while maintaining competitive permeance of ∼ 3.5 L m-2h−1 bar−1 in the desalination process. More importantly, the icGO-K membrane exhibited ultra-long desalination stability up to 720 h. The enhanced performance can be attributed to the synergistic effect of the confined interlayer spacing and surface electrostatic repulsion. Overall, this work provides attractive strategy to fabricate fine-tuning 2D laminate nanochannels for high efficiency of desalination application.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
完美世界应助木子采纳,获得10
刚刚
111发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
阿莽完成签到,获得积分10
刚刚
等等发布了新的文献求助10
刚刚
嘉平三十发布了新的文献求助10
1秒前
zxcv发布了新的文献求助10
2秒前
搞怪的盼晴完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
赫赫完成签到,获得积分10
2秒前
133发布了新的文献求助10
2秒前
feng完成签到,获得积分10
3秒前
烟花应助Gao采纳,获得10
3秒前
qingqing完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
yyj发布了新的文献求助30
3秒前
dawnstar发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
沉静傥完成签到,获得积分10
3秒前
Theo完成签到,获得积分10
3秒前
Whenhow完成签到,获得积分10
4秒前
zz完成签到,获得积分10
5秒前
111完成签到,获得积分10
5秒前
jackZ完成签到,获得积分10
5秒前
吃大西瓜不吐籽完成签到,获得积分10
5秒前
两碗牛又面完成签到,获得积分10
5秒前
vespa完成签到,获得积分10
6秒前
xixi发布了新的文献求助10
6秒前
闫星宇完成签到,获得积分10
6秒前
khdzzh发布了新的文献求助10
6秒前
ZJB发布了新的文献求助10
6秒前
111完成签到,获得积分10
6秒前
筝zheng完成签到,获得积分10
6秒前
含糊的曼香完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
包敦昊完成签到 ,获得积分10
7秒前
NexusExplorer应助温暖的含蕾采纳,获得10
7秒前
科目三应助king采纳,获得10
8秒前
九月发布了新的文献求助10
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Engineering for calcareous sediments : proceedings of the International Conference on Calcareous Sediments, Perth 15-18 March 1988 / edited by R.J. Jewell, D.C. Andrews 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
2026 Hospital Accreditation Standards 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6263447
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8085291
关于积分的说明 16894713
捐赠科研通 5333825
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2839101
邀请新用户注册赠送积分活动 1816652
关于科研通互助平台的介绍 1670331