插層策略可成功控制2D膜的層間距，以進行有效的脫鹽和離子篩分過程，但是，選擇一種合適的納米級嵌入劑以及能夠進一步化學修飾，目前仍存在很大困難。這里，首次報道了插層軟粒子-聚丙烯腈凝膠顆粒（PANGPs），通過軟PAN GP變形可有效控制氧化石墨烯（GO）膜的層間距離。此外，堿誘導PAN GPs的疏水性/親水性結構有助于水通過GO膜進行溶液擴散。插入的PAN GP可以幫助實現快速且選擇性水滲透，這已被CuEDTA2-分離實驗所證實，其滲透率比報道的2D膜高4?13倍。
Figure 1. 插入軟聚丙烯腈凝膠粒子（PAN GPs）以制備GO納濾膜的原理示意圖。
Figure 2. TEM表征以及PAN GP尺寸對Cu-EDTA分離實驗的影響。a-d）ATPP@GOM-n在不同EtOH體積％時的TEM圖像：（a）20％，（b）30％，（c）50％和（d）70％。 在此，“
d”代表PAN GP的尺寸大小，在ATPP@GOM-20中未觀察到PAN GP。（e）Cu-EDTA分離實驗對濃懸浮液中添加EtOH體積百分比（對應于PAN GP的尺寸大小）的依賴性。
Figure 3. PAN GPs周圍的表面電荷對水傳輸的影響。（a）TPP@GOM-30和（b）ATPP@GOM-30膜的照片。（c）直接通過表面離子PAN GP模擬的水通道蛋白。（d）Cu-EDTA分離實驗對KOH濃度的依賴性。
Figure 4.（a）Cu-EDTA分離實驗對PAN/GO質量比的依賴性。（b）ATPP@GOM-30對Cu-EDTA的通量和截留率隨滲透時間的變化。（c）重金屬-有機絡合物陰離子在不同配位金屬時的通量和截留率，（d）該工作制備的ATPP@GOM-30膜與其他報道的納濾膜的通量和截留率進行比較。
該研究工作由南京大學Wenbin Zhang課題組于2020年發表在Nano Letters期刊上。原文：Soft Particles Enable Fast and Selective Water Transport through Graphene Oxide Membranes。
摘自《石墨烯雜志》公眾號：
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