豐富的含氧官能團(tuán)賦予氧化石墨烯優(yōu)異的質(zhì)子傳輸性能和構(gòu)建質(zhì)子導(dǎo)電膜的潛力。本文通過(guò)將可交聯(lián)的咪唑離子插入氧化石墨烯層板中，然后通過(guò)電子束輻照交聯(lián)，制備了氧化石墨烯基膜作為分離屏障，通過(guò)擴(kuò)散透析從低濃度酸性水溶液(0.1 mol L
-1 HCL)中回收酸。交聯(lián)的咪唑嵌層氧化石墨烯膜在水介質(zhì)中表現(xiàn)出良好的機(jī)械耐久性和尺寸穩(wěn)定性。酸性回收試驗(yàn)表明，制備的氧化石墨烯膜具有良好的質(zhì)子滲透性和對(duì)不同含共存金屬離子的酸性水溶液的擴(kuò)散透析的優(yōu)異選擇性。以HCl(PH=1,0.2mol L
-1 Fe
3+)鐵溶液為原料溶液的酸回收性能最好，擴(kuò)散透析時(shí)的透析系數(shù)(U
H+)為9.7*10*
-3 mh
-1，分離因子為141.2，說(shuō)明酸回收的選擇性較高。研究結(jié)果表明，氧化石墨烯基膜從低濃度酸性水溶液中選擇性回收酸是可行的，并為構(gòu)建基于二維材料的選擇性分離膜提供了一種新的策略。
圖1 電子束輻照與咪唑偶聯(lián)法制備氧化石墨烯基擴(kuò)散透析膜的程序框圖。
圖2 (a) LGO、LGO-100、AGO、AGO-100膜和[AVIm]Cl的FT-IR光譜;(b) LGO、LGO-100、AGO和AGO-100膜的拉曼光譜;(c) XPS C1s譜前- 100膜 (d) LGO， (e) AGO和(f) AGO-100的表面和橫截面(SEM圖)。
圖3 不同氧化石墨烯膜的(a)超聲和(b)靜壓試驗(yàn)。
圖4. 不同膜在干燥狀態(tài)下、在水中浸泡1 h、在HCl (pH~1)和NaOH (pH~13)溶液中浸泡5 h的XRD譜圖:(a) LGO， (b) LGO-100， (c)AGO和(d) AGO-100膜。
圖5 (a)不同金屬離子對(duì)AGO-100膜的滲透情況;(b)不同無(wú)機(jī)酸對(duì)AGO-100膜的滲透情況。(c) H
+滲透與HCl溶液濃度的關(guān)系。(d)金屬離子和質(zhì)子在0.2 mol L
-1金屬離子和0.1 mol L
-1 HCl混合溶液中的滲透情況。
圖6 AGO-100膜從不同的HCl/金屬氯化物溶液中回收酸的透析系數(shù)(UH þ和UM)和分離系數(shù)(S)。
相關(guān)科研成果由上海師范大學(xué)Bowu Zhang和Hongjuan Ma等人于2021年發(fā)表在Carbon（https://doi.org/10.1016/j.carbon.2021.07.050）上。原文：Crosslinking imidazolium-intercalated GO membrane for acid recovery from low concentration solution。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào)
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