水和离子在纳米通道中的输运是近年来能源和环境研究的热点之一。近年来发展起来的二维（2D）材料是通过自堆积构造受限纳米通道的理想材料。其中，氧化石墨烯（GO）因其优异的溶液加工性能而成为最常用的起始材料。由于氧化石墨烯纳米结构的溶剂化作用通常会损害纳米通道的功能，因此日本神户大学Hideto Matsuyama等人采用一步法制备化学转化石墨烯（CCG），以同时获得所需的稳定性和纳米通道的功能。
本文要点：
1）通过一步法演示了CCG纳米片的合成，以形成具有良好稳定性和孔壁化学性质的纳米通道，从而实现了水在离子上的高度选择性迁移。由于氧化石墨烯含有丰富的酚基和芳香环，因此选择了多酚单宁酸（TA）作为氧化石墨烯的化学转化剂。
2）与文献报道的利用TA对氧化石墨烯进行简单的功能化不同，该研究假设，一方面TA中的部分酚基会降低氧化石墨烯的含氧基团，增强其水稳定性；另一方面，未参与化学还原的残留酚基可以通过π-π堆积而保留在CCG纳米片的sp2区域上作为亲水装饰。因此，TA和氧化石墨烯之间的一步化学反应可以产生稳定和选择性水通道所需的特性。
3）在压力驱动的过滤过程中，具有高电荷密度的封闭通道能够将约90%的NaCl溶质从水中排除出去。这超过了文献报道的大多数GO脱盐膜的性能。本研究为开发基于纳米通道受限电荷排斥机制的离子排斥纳米通道膜提供了有用的信息。
Kecheng Guan et al. Chemically Converted Graphene Nanosheets for the Construction of Ion-Exclusion Nanochannel Membranes. Nano Lett. 2021.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c00176.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c00176
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