分离膜

中科院兰州化学物理研究所邱洪灯研究员带领的“百人计划”研究团队与近代物理研究所材料研究中心的姚会军副研究员、兰州大学吴王锁教授等合作利用重离子加速器辐照PET基单层石墨烯膜并结合化学蚀刻技术，成功制备出可用于水溶液中无机金属离子选择性过滤的多孔石墨烯分离膜。

氧化石墨烯(Graphene Oxide, GO)被公认为一种理想的超薄气体分离膜材料，利用GO薄片中选择性孔及其层间距构筑纳米级长度的气体分子传输通道，有望突破目前气体分离膜渗透性和选择性难以兼顾的限制。然而，受GO薄片中孔径分布不均匀性的限制，高分离选择性超薄GO气体分离膜的制备仍然存在较大困难。

而在压力驱动过滤过程中GO分离膜的脱盐率较低。实验和理论研究证实，上述矛盾结果源于水/离子选择性与外加压力和GO层间纳米通道长度间的强关联作用。外加压力削弱了受限于GO纳米通道中的水–离子相互作用，进而降低了水/离子选择度，而GO纳米通道长度调控不同盐离子间的相对选择性并在水和离子的传输过程中发挥主导作用。

清华大学朱宏伟教授课题组与日本材料科学研究所的马仁志博士合作，设计了一种由带负电的GO和带正电的氢氧化物纳米片构成的分离膜，实现了受电荷调控的选择性离子传输。所得到的全纳米片异质组装复合薄膜具有一系列优点，例如，制备方法简单、强度高、大面积、可独立存在、柔性、半透明。复合薄膜的层间距对湿度变化不敏感，保证了其液相传质应用过程中的结构稳定性。

在这项研究中，曼彻斯特大学的研究团队，采用石墨烯制膜滤出不同的氢同位素——氘和氚，大大简化重水的生产过程，并有助于清理核废料，有望制备节能、高效和价廉的理想过滤器。