酸化グラファイト膜の研究における重要な進歩

酸化グラフェン膜の間隔を正確に調整することは、水処理、イオン/分子分離、およびバッテリー/静電容量への応用の鍵となります。ただし、酸化グラフェンナノ粒子の酸化グラフェン膜への正確な「結合」と層間隔の固定は非常に困難な作業です。国立自然科学財団プロジェクト（プロジェクト番号：11290164、41430644、21490585、1157 4339、1140 4361、21476107、11722548）の資金提供の下、中国科学院の上海応用物理学研究所のFanghaiping、上海のWuminghong Nanjinggongyedaxuejinwanqin大学、および中国科学院の陳Nanjinggongyedaxuejinwanqin、この論文は、水水和イオン自体による酸化グラフェン膜の間隔の正確な調節を提案し、実現します。膜は、優れたイオンスクリーニングと海水淡水化特性を示します。関連する作品は「IonSievinGrapheneOxideMembranesviacriCommission InterlayerSpaging」（イオンスクリーニングのための酸化グラフェン膜間隔のカチオン調節）と題され、10月9日にNatureにオンラインで公開されました。元のリンク：http：//www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature24044。

Fanghaipingのチームは、溶液中のイオン自体が酸化グラフェン膜の間隔を効果的に制御し、対応する理論的シミュレーション計算を実行できることを提案しました。彼らは、上海光源のX線小角散乱（BL16B1）、微細吸収スペクトル（BL14W1）、および紫外線を使用して、グラフェンシートのイオンと芳香環の間の水和イオン-π相互作用の存在を確認しました。この相互作用は「ブリッジピア」のような酸化グラフェンシートをサポートし、さまざまなサイズの水和イオンはさまざまなサイズの「ブリッジピア」と同等であり、層の間隔を正確に調整できます。 Wuminghongチームは、酸化グラフェン膜とさまざまなイオン溶液との相互作用後、特定の層間隔を実現し、観察することに成功しました。間隔は約1ナノメートルと小さくすることができ、異なるイオンの後の対応する膜間隔はEmiレベルで異なります。 Jinwanqinのチームは、さまざまなイオンの正確なスクリーニングを実現するために、水和イオンでサポートされた一連の多孔質セラミックを設計および準備しました。最小の水和直径を有するカリウムイオンの場合、カリウムイオンの水和層が弱いため、酸化グラフェン膜に入った後の水和層が変形し、その結果、層の間隔が特に小さくなる。このように、カリウムイオン溶液に浸した酸化グラフェン膜は、カリウムイオン自体を含む塩溶液中のすべてのイオンを効果的に遮断できますが、それでも水分子を効果的に通過できます。この研究は、酸化グラフェン膜の設計と調製に関する理論的および技術的ガイダンスを提供するだけでなく、分離膜の分野における他の二次元材料の研究のための新しいアイデアを開きます。

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