氧化石墨烯引起了人们广泛的研究兴趣，使用氧化石墨烯组装的层压膜在气体分离，脱盐和水净化方面得到广泛应用。由二维材料制成的层压膜的分离性能在很大程度上取决于二维材料的层间距和支撑基质的孔径大小。作者提出了用刚性的二维共价有机框架(COF) 夹杂在部分还原的氧化石墨烯(prGO)中来制备层压纳滤膜以优化其性能。采用水热组装和压力辅助过滤法制备了一系列含有不同质量比的COF纳米片(0.1～0.5)/prGO层压膜。该层压膜也被沉积在孔径从0.1到0.65mm的尼龙基材上。图 通过水热装配和压力辅助过滤方法制造prGO / COF膜的示意图COF的加入一方面增加了prGO纳米片的层间距，创建了具有较低传输阻力和较高透水性的纳米通道，防止了还原过程中prGO纳米片的重新堆叠。另一方面，COF的加入形成了具有丰富褶皱和波纹的自支撑多孔结构。图2 (a-c)沉积在具有不同孔径的基质上的prGO/COF-0.3膜的示意图以及对应的横截面SEM与原始的prGO膜相比，强化褶皱和波纹后的膜表面积增加了53.4%。优化后的prGO/COF层压膜的透水率提高27倍且不影响其对有机染料的排斥率。此外，在纳滤测试中，prGO/COF膜可在5 bar的压力下持续10小时表现稳定。总的来说，这项工作提供了一个新的方法来增加纳米载体层间距，为实现针对各种潜在应用的高性能且坚固的二维材料层压膜提供了一个多方向的策略和设计指导。悉尼大学Su Xiao博士为该综述论文的第一作者，悉尼大学陈元教授Alejandro Montoya博士、Kunli Goh博士和刘飞博士为通讯作者，悉尼大学为第一完成单位。Graphene oxide laminates intercalated with 2D covalent-organic frameworks as a robust nanofiltration membraneXiao Sui, Ziwen Yuan, Chang Liu, Li Wei, Meiying Xu, Fei Liu, Alejandro Montoya, Kunli Goh, Yuan ChenJournal of Materials Chemistry A, 2020-04-27版权所属为Royal Society of Chemistry 2020
