马杰

上海海洋大学于飞团队联合同济大学马杰教授团队以Ti-Mxene为前驱体，石墨烯为限域层，采用溶剂热法设计了一种二维钛酸钠/石墨烯(M-NTO/rGO)薄膜材料。有序的二维结构有效抑制了层间叠加，为Na+离子和电子提供了更多的传输路径和存储空间。Ti-MXene衍生的NTO被夹在rGO片之间，保持完整的二维结构，可以缓解NTO在充电过程中的体积变化，保持优异的脱盐性能和良好的循环稳定性。因此，应用限域转化的方法为实现有序结构的杂化材料提供了新的机会。

电容去离子在脱盐、去除重金属、有机污染物、病原微生物等新兴污染物方面显示出了巨大的潜力。流动电极电容去离子（FCDI）可以连续运行，大大提高了去离子效率，目前FCDI的研究主要集中在电池结构设计、工作方式、电极材料和导电添加剂等方面。其中，设计综合性能优良的电极材料是提高海水淡化效率的首要任务。但目前应用的大多数碳材料都存在着流变性能与电化学性能之间的矛盾，另外，也难以形成连续的导电网络。

目前，虽然已有较多关于石墨烯材料在不同环境领域应用的综述，但是全面介绍不同维度石墨烯结构的设计合成以及在水环境中去除污染物的相关综述较少。本文从不同维度石墨烯结构的制备工艺和结构特点出发，系统总结了其在吸附和膜分离领域去除水中有机污染物的应用进展和机理探究，并进行了相应的展望

研究团队针对石墨烯水凝胶对于水中抗生素、染料、重金属离子的吸附容量均明显优于石墨烯气凝胶这一现象，利用分子动力学模拟与实验结合的手段，揭示了石墨烯水凝胶中的包埋水通过（1）作为骨架支撑三维孔道结构 （2）提供与污染物分子（环丙沙星）形成氢键的活性位点（3）构建污染物的传输通道这三个方面增强了对污染物的吸附性能，兼之优异的机械性能、环境耐受性、结构易调节性，该研究展现了石墨烯水凝胶在环境吸附领域的应用前景，为理解纳米结构中包埋水在吸附中的作用提供了新的观点。