分离膜

本体系通过简单的方法制备了一种新型复合材料，可应对纳米乳液分离中无法同时获得高效率与高流速的矛盾，并且为缓解膜分离中的污染问题提供了解决思路，这类复合材料有望应用于处理工业污水及制备高纯度溶剂。

这项研究为我们提供了深入理解膜脱盐机制的突破口，强调了精确调节纳米通道结构和离子-膜相互作用的重要性。这对于未来开发高效的膜分离技术和纳米通道设计提供了宝贵的科学启示，有望推动膜材料的进一步创新和应用。

调研组一行参观了公司科技展厅，详细了解了公司发展历程、核心技术与市场应用，方富林向调研组重点介绍了公司创新开发的纳滤芯、石墨烯膜、复合陶瓷膜等专精特新膜材料，应用于盐湖提锂、核电、稀土等国家重点领域的纳滤膜和吸附设备，以及保障用水安全的各类综合系统。

本研究提出了一种电化学修复策略，在大面积石墨烯膜上掩盖了较大的非选择性孔隙，显著提高了离子-离子选择性。通过在石墨烯上电聚合沉积了10 nm厚的共轭微孔聚合物（CMP）层，利用这两种材料之间的强π-π相互作用。CMP层本身不具有选择性，但它有效地掩盖了石墨烯孔隙，导致了从零维孔隙中实现的Li+/Mg2+选择性达到300，并且Li+离子的渗透率高于已报道的材料。

本研究旨在填补这一空白，通过构建亚纳米异质通道膜来探索复杂纳米通道中的流体传输机制。为此，科学家们合成了由还原MXene（Ti3C2）和石墨烯交替堆叠而成的异质通道膜，并进行了结构表征和流体传输速率的实验测量。通过这项研究，科学家们开发了一个新的亚连续流模型，通过建立表面-流体相互作用的直接关系，能够更准确地预测溶剂在亚纳米裂缝孔膜中的传输。这一研究工作为设计先进膜材料并解决工业分离挑战提供了重要的理论和实验基础。

通过将一维羧基化多壁碳纳米管（MWCNTs-COOH）插入二维氧化石墨烯（GO）纳米片中，可以轻松制备出具有精细分级纳米结构的GO/CNTs复合膜，用于高效的有机废水处理。与原始GO膜相比，它的水渗透通量提高了近10倍，同时保持了高截留率。此外，静电相互作用和尺寸排阻效应协同作用，导致GO/CNTs膜对不同带正/负电荷的染料和中性有机分子的有效分离性能。这种GO/CNTs膜还表现出良好的耐酸性化学稳定性和高效的分离性能。

“溶解-扩散”模型的机理误导阻滞了RO膜和RO技术的发展。在文末，我们展望了未来膜机理的研究方向——基于“溶解-摩擦”（solution-friction）模型推进RO膜的发展。这一对RO膜传输机理正本清源的转变，将极大地推动相关研究工作更加实质高效地改善RO膜和RO技术的性能，同时对更广泛的膜分离技术产生深远影响。

目前的研究涉及不同功能原子(C和H)和不同孔径的孔石墨烯对CO2/H2气体混合物的渗透率和选择性。我们采用反应分子动力学模拟（ReaxFF MD）和密度泛函理论（DFT）计算，以便深入了解通过孔隙的分子的渗透和相互作用特性。

虽然单层纳米多孔材料被认为是一种有效的渗透膜，但在实际生产中，如何在保持其脱盐性能的同时大规模生产仍是一个挑战。考虑到低成本和生产的可行性，多层膜系统是一种更现实的策略。然而，膜厚度的增加会降低渗透性。有趣的是，最近的研究集中在利用多层膜设计有效的脱盐和分离通道上。由于单层和多层膜需要进一步研究和开发以用于海水淡化应用，这篇文章引入了一种基于多层石墨烯的新型锥形通道。通过改变层数和锥角，以优化具有这些锥形通道的石墨烯多层的脱盐性能。