分离阻隔
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最新Nature子刊!打破“吸附-扩散”权衡:异质石墨烯膜用于超快高选择性水传输
本文介绍了一种通过纳米多孔氧化石墨烯(NPGO)与GO纳米片的异质共组装获得的结构工程化纳米多孔氧化石墨烯膜(N-GOm)。NPGO纳米片以纳米多孔sp³碳域和氧官能团为特征,协同增强了水亲和性,有效提升了水吸附能(Eads)。N-GOm集成了有缺陷的sp³/sp²异质堆叠空腔以促进水传输,有效提高了溶液自扩散系数(D),从而间接改善了扩散活化能(ED),而石墨化sp²堆叠区域则确保了结构稳定性并实现了精确的分子筛分。其中,热交联的rN-GOm实现了18.4 kg·m⁻²·h⁻¹的卓越通量,凸显了其在工业溶剂脱水中的应用潜力。这些互补的结构特性通过密集的筛分通道和互连的内部路径实现了快速、高选择性的传输,为碳微环境和堆叠结构如何调控超薄二维膜中的吸附与扩散提供了原子尺度的见解。
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EEM | 宁波大学王俊博/李培/陈亮:基于同手性氧化石墨烯膜实现高效的对映体选择性分离
该研究通过改进后的共价修饰法,实现手性氨基酸(如脯氨酸Pro)在GO纳米片表面的高效接枝,制备出选择剂高负载的Pro-GO复合纳米片,后采用真空抽滤使之自组装成膜。原子力显微镜(AFM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、XPS能谱分析、接触角等表征结果证明氨基酸高效修饰,膜结构呈规整的层状排列,且亲水性增强。
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畅行中国·遇见河北丨媒企“牵手” 河北品牌“向新而行”
此外,君乐宝、无线传媒、百年老字号炳济堂、旺泉金银花水、锦恒晟石墨烯包装……河北标杆企业集中亮相,产业活力在这里绽放。
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风从海上来:“晋江经验”的时代回响
星达鞋服总裁庄刚松的故事颇具代表性。这家原本做TPU薄膜的企业,因一个行业“痛点”——鞋面色迁移,与海峡石墨烯产业技术研究院“牵手”。双方共建实验室,将石墨烯材料成功融入TPU,制成的防色迁膜,让鞋子放了两年依然鲜亮如新。
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沉潜十三年,一剑封喉!微晶科技高端电子材料剑指“卡脖子”困局
粘度与玻璃化转变温度两项指标上,两家企业的参数大致相当。但在几个关键指标上,微晶科技的这一国产成果更是占了上风。其水汽透过率数值更低,意味着密封性更好;拉伸模量更大,抗机械冲击能力更强;硬度更高,力学性能更突出。这些突破的背后,是微晶科技在原料提纯、复合固化剂配方设计与工艺优化、石墨烯新材料应用等关键技术上的创新。
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石墨烯膜在氢能技术领域取得突破
莫纳什大学化学与生物工程系教授、John Monash爵士杰出教授、澳大利亚杰出研究员Huanting Wang解释道:“这种基于石墨烯的催化膜系统在展现出高氢通量的同时,能完全阻隔二氧化碳等其他气体,这证明了其在高效氢气净化以及更广泛的氢相关化学品生产方面的潜力。”这项研究凸显了先进材料研究如何架起基础科学与实际应用之间的桥梁,使我们更接近于实现更清洁、更高效的能源解决方案。
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科技成果评价!今天,合肥一公司科技成果获评国际先进水平
项目获授权发明专利3件,项目产品已在国内知名的电子纸模组企业得到应用,经济和社会效益显著。经评审,与会专家一致认为本项目成果达到国际先进水平。
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在氧化石墨烯膜中通过纳米限域功能化离子液体加速 NH₃ 传输!AFM!
本研究设计了一种含有质子氢和羟基作为 NH₃ 相互作用位点的功能化离子液体([DBEAH][NTf₂]),并通过氢键和静电相互作用将其限域在 GO 层间,从而构建出用于选择性 NH₃ 传输的定制化路径。引入的 [DBEAH][NTf₂] 不仅调控了 GO 的层间距,还修饰了纳米通道,营造出对 NH₃ 具有亲和力的环境,实现了对 NH₃ 的精准识别与分离。
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中石油申请连续纤维增强热塑性预浸带专利,能够有效阻隔气体
本发明提供一种连续纤维增强热塑性预浸带及其制备方法、装置,包括热塑性预浸带基层、覆盖在热塑性预浸带基层上下两个表面的有机阻隔层;有机阻隔层包括氧化石墨烯、磺化聚偏氟乙烯。本发明提供的连续纤维增强热塑性预浸带兼具能够有效阻隔气体,同时具有优异的力学性能,拓宽了连续纤维增强热塑性预浸带的应用场景。
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南京工业大学黄康团队Adv. Membr.:荷电增强氧化石墨烯复合膜用于水系有机液流电池兼具高传导与高容量
本文通过超声辅助酸刻蚀制备荷电增强多孔氧化石墨烯(CPGO)纳米片,并将其嵌入聚合物基体中,利用多离子通道构建与静电排斥协同策略实现高效选择性离子传输。酸刻蚀使多孔表面暴露出更多含氧基团,不仅有利于CPGO的均匀分散,还能提升孔辅助离子通道与界面水桥离子通道的连通性,同时在碱性电解液中CPGO上的羧基可为K⁺传输提供位点,更强的界面作用还能有效减小离子簇尺寸,使离子选择性提升2.1倍。
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物理学院高力波、袁国文团队在二维晶体催化渗透氢气领域取得突破
二维材料厚度为原子级,晶格高度有序,能显著缩短气体传输路径,被认为是下一代高性能分离膜的候选材料。然而,无缺陷的二维晶体(如石墨烯)长期以来被认为对所有气体不可渗透。近年研究发现,完美单层石墨烯在室温下允许氢相关物种透过,但具体渗透的物种及其在其他二维材料中的行为仍不清楚。
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膜技术前沿丨大连化物所杨维慎/朱雪峰研究员团队Nat. Commun. :具有可定制孔径的石墨烯量子点膜用于高效气体分离
该研究以柠檬酸为原料,在 210℃下热解 0.5 小时合成亲水性石墨烯量子点,经冷冻干燥得到 GQDs 粉末,研究采用热喷涂法将 GQDs 水溶胶涂覆在多孔 α-Al₂O₃载体上制备 GQDs 原始膜,将载体预热至 180℃使溶剂接触后快速蒸发,避免 GQDs 纳米颗粒渗入大孔载体,保障载体原有渗透性的同时让 GQDs 在表面堆叠形成连续的超薄膜层。
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全球首个“气体分子二极管”问世
团队在石墨烯上构筑了“不对称”的埃米孔结构:分子从一个方向过来,像走平缓斜坡,稍稍用力就能“翻”过去;从反方向过来,却要直面一道陡峭“台阶”,几乎无法跨越。正是这种原子级别的“地形高差”,让气体分子只能乖乖地朝一个方向走。
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欧米伽书评|Nat. Commun.|边缘活化纳孔石墨烯用于热稳定的氢气膜分离
在工作中利用纳米孔石墨烯膜相对简单的二维纳米孔结构,开展了高温工业氢气分离的研究。系统地进行了200°C以上的单组分和混合气体渗透实验与建模,实验揭示了石墨烯纳米孔中的显著温度依赖性气体扩散,扩散过程由边缘激活,且随着温度升高,选择性得到改善。通过设计纳米孔材料和表面官能团的动态特性,增强了孔隙膜的性能,对开发使用分子筛机制的耐高温策略方面具有一定的意义。
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石墨烯埃米孔化身“气体二极管”,北京大学王路达与宋柏合作团队在限域输运领域实现突破!
近日,北京大学集成电路学院王路达和力学与工程科学学院宋柏合作团队在限域输运领域实现突破,以“An ångström-scale Janus aperture as a gas flow rectifier”为题,在Nature Materials期刊发表研究论文。团队结合精密实验观测与高通量理论计算,首次揭示并系统阐释了多种典型气体分子(不同组分、形状、大小)跨石墨烯埃米孔的整流现象,整流比可高达两个数量级。