氧化石墨烯膜的制备、改性及应用研究进展

石墨烯的衍生物——氧化石墨烯(GO)因可实现逐层堆叠,在片层之间形成一定间距的纳米通道,通过粒子的尺寸大小不同,进行尺寸筛分,故可应用于物质的选择性分离,在膜材料领域引起了研究者们的广泛关注。基于氧化石墨烯独特的二维结构,为探索氧化石墨烯在膜分离领域的应用,对氧化石墨烯分离膜的制备技术及改性进行简要地概述。在氧化石墨烯分离膜的制备方法中,关于制备技术的研究报道多种多样。梳理了几种常见的制备方法,如旋涂法、真空抽滤法、浸涂法、喷涂法、层层自组装等,同时结合前人在相应制备方法上的研究成果,进行了对比分析。氧化石墨烯类材料主要通过掺杂或表面功能基因团嫁接进行改性,表面改性可提高GO膜对某些离子的选择性、水通量或者是增强膜的机械稳定性和抗污染性。氧化石墨烯在分离膜油水分离、污水净化、海水淡化、气体分离、重金属离子分离等领域均表现出优异的分离特性。最后,展望了氧化石墨烯分离膜在上述三个层面未来的发展和面临的挑战。