分离膜

通过将一维羧基化多壁碳纳米管（MWCNTs-COOH）插入二维氧化石墨烯（GO）纳米片中，可以轻松制备出具有精细分级纳米结构的GO/CNTs复合膜，用于高效的有机废水处理。与原始GO膜相比，它的水渗透通量提高了近10倍，同时保持了高截留率。此外，静电相互作用和尺寸排阻效应协同作用，导致GO/CNTs膜对不同带正/负电荷的染料和中性有机分子的有效分离性能。这种GO/CNTs膜还表现出良好的耐酸性化学稳定性和高效的分离性能。

“溶解-扩散”模型的机理误导阻滞了RO膜和RO技术的发展。在文末，我们展望了未来膜机理的研究方向——基于“溶解-摩擦”（solution-friction）模型推进RO膜的发展。这一对RO膜传输机理正本清源的转变，将极大地推动相关研究工作更加实质高效地改善RO膜和RO技术的性能，同时对更广泛的膜分离技术产生深远影响。

目前的研究涉及不同功能原子(C和H)和不同孔径的孔石墨烯对CO2/H2气体混合物的渗透率和选择性。我们采用反应分子动力学模拟（ReaxFF MD）和密度泛函理论（DFT）计算，以便深入了解通过孔隙的分子的渗透和相互作用特性。

虽然单层纳米多孔材料被认为是一种有效的渗透膜，但在实际生产中，如何在保持其脱盐性能的同时大规模生产仍是一个挑战。考虑到低成本和生产的可行性，多层膜系统是一种更现实的策略。然而，膜厚度的增加会降低渗透性。有趣的是，最近的研究集中在利用多层膜设计有效的脱盐和分离通道上。由于单层和多层膜需要进一步研究和开发以用于海水淡化应用，这篇文章引入了一种基于多层石墨烯的新型锥形通道。通过改变层数和锥角，以优化具有这些锥形通道的石墨烯多层的脱盐性能。

石墨烯由于其原子厚度、高导热性、优异的导电性和强延展性，被认为是制造纳米通道的一个非常有前途的候选者。由石墨烯和高分子材料组成的复合纳米通道是很有希望解决高分子纳米通道问题的。不同制备工艺制备的石墨烯膜具有不同的表面电荷密度。然而，由于实验技术的限制，人们对石墨烯纳米通道的一些基本性质和实验现象还没有很好的了解。

该文章展示了一种由离子聚合物和两亲性分子修饰的GO基离子选择膜，它协同提高了膜的通透性和选择性。采用该膜的渗透发电装置在50倍浓度梯度下的能量转换效率高达32%。在实际河水和海水(小清河/黄海水)的盐度梯度下，发电机的最大功率密度可达13.38W m−2。

为缓解石墨烯剪纸薄膜在滤盐中的结构波动问题，进一步提升其滤盐性能，此研究采用分子动力学模拟，建立了如图1所示的振荡电场作用下的纳米滤盐系统，其中通过在左右两个活塞施加不同的力形成压力差，推动薄膜左侧的盐水通过薄膜到达右侧，从而进行滤盐。同时在z方向上施加了不同幅度和频率的正弦变化电场。结构进一步施加应力（如拉伸，剪切等）可以形成创新的石墨烯剪纸结构

本研究通过采用脉冲激光轰击的方法，调控GO表面制造出丰富的缺陷和孔洞，同时通过实验的最优参数，使得GO不发生还原的情况下，激光能量尽可能大。制备完成后，将GO通过真空抽滤的方法沉积出厚度约为53 nm的滤膜，最后通过双扩散传质机理，将膜和滤纸分离。

事实证明，通过使用由石墨烯制成的新型过滤器，可以更可持续地生产这两种产品。在一家大型啤酒厂，该技术每年可以节省数百万加仑的水。同一过滤器的变体可用于从加利福尼亚州索尔顿海等地有效提取锂，甚至可以从石油和天然气行业的废水中提取锂。