利用石墨烯片的大表面積、催化作用、吸附能力和反應性，它在水處理復合材料中的應用正在增加。隨著廢水流中新污染物的不斷增加，處理挑戰是巨大的。此外，水資源短缺對研究人員提出了極高的要求，需要開發一種綜合高效的海水淡化和廢水凈化系統。石墨烯基復合材料和膜能滿足海水淡化和凈化的挑戰嗎?本文綜述了近年來石墨烯基復合材料及其膜的研究進展。我們對目前的水凈化技術包括海水淡化進行了系統的研究，揭示了使用石墨烯基復合材料及其膜的突出技術。不僅闡述了水凈化機制的基本原理、過濾裝置的制造和結構改變參數，而且強調了影響水過濾和使用環保石墨烯蒸發器的條件。我們還討論了與擴大水處理有關的潛在商業問題，并強調了有希望的進展方向。石墨烯的使用提供了成本效益和可持續性，這是其成功的關鍵。我們的總體目標是將現有技術、可加工性、石墨烯基復合材料的可擴展性以及石墨烯膜用于海水淡化和水凈化方法的挑戰聯系起來。
圖1. 硅烷接枝改性制備氧化石墨烯復合膜(陶瓷負載)。
圖2. 氧化石墨烯表面吸附機理示意圖。
圖3. (A) ZnO和(B) GN-ZnO的光催化機理，(C) GN-ZnO的光催化帶。
圖4. 氧化石墨烯淀粉納米復合膜的合成示意圖。
圖5. GNCs進入生態系統和人體的各種途徑。
圖6. (a)用Fe
2O
3/rGO雜化物過濾水中As
5+。(b)海底的大小與流出物中As
5+殘留量之間的關系。
圖7. 黃原膠/氧化GN (XG/GO-1)混合物氣凝膠去除有機染料:(a)羅丹明B吸附(RB)。亞甲藍吸附(b) (MB)。
圖8. 油水分離采用(a) LA/F/rGO水凝膠經水預處理，用于從水中分離油(甲苯)，以及(b) LA/F/rGO水凝膠經油預處理從油(氯仿)中分離水。
圖9. 膜:(a)納米多孔石墨烯和(b)堆疊氧化石墨烯。
圖10. 石墨、干燥GO和浸泡在水里的GO的d間距示意圖。
圖11. GN和GN氧化物的重要性質，提高了納濾膜的特殊性能，改善了海水淡化。
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圖12. 電解質和中性溶質的滲透機理示意圖。
相關研究成果由韓國科學技術研究院先進復合材料研究所Chetna Tewari等人于2023年發表在Desalination (https://doi.org/10.1016/j.desal.2023.116952)上。原文：Can graphene-based composites and membranes solve current water purification challenges - a comprehensive review。
轉自《石墨烯研究》公眾號
