热处理调控氧化石墨烯薄膜层间距与离子筛分

作者：林玲鑫; 刘畅; 马鹏飞; 曹留烜

来源：厦门大学学报(自然科学版), 2021, 1-9.

• 氧化石墨烯薄膜
• 层间距
• 热处理
• 离子渗透

氧化石墨烯（Graphene Oxide，GO）薄膜是由片层堆叠而成，片层间形成的通道为离子和分子提供了输运空间。GO薄膜能够实现水的快速输运以及优异的离子筛分性能。但是纯GO薄膜在溶液中的层间距约为1.4 nm，足够传输大多数离子，难以实现离子筛分。采用热处理方法，通过改变热处理时间和温度来调控GO薄膜的层间距并考察了Cs+、K+、Na+、Li+、Sr2+、Mg2+和Al3+离子在不同层间距的GO薄膜中的渗透性。获得的GO薄膜在湿润状态下的层间距范围为0.57～1.31 nm。当薄膜层间距在0.55 nm左右时，水分子很难在薄膜中输运。此外还发现在不同层间距的GO薄膜中离子渗透性除了与离子水合直径有关之外，还与离子所带电荷以及离子脱水作用有关。该方法实现了Li+/Mg2+和Na+/Sr2+的分离，这为离子的精确筛分、促进如盐湖提锂以及核废液处理等领域提供了参考。

• 单位
  厦门大学