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哈里发科技大学Linda Zou课题组--静电耦合的氧化石墨烯纳米复合阳离子交换膜
        我们报告了基于含磺酸基的氧化石墨烯(SGO)(45 wt%的负载量)和PVDF的静电耦合氧化石墨烯纳米复合阳离子交换膜(CEM)的制备,其中离子交换基团由SGO添加剂提供。通过将氧化石墨烯(GO)与衍生自3,4-二羟基-L-苯丙氨酸(LDOPA)和聚(4-苯乙烯磺酸钠)(PSS)的混合物混合来制备SGO。开发了一种压铸技术来制造独立的纳米复合材料CEM。FTIR光谱证实了纳米复合物中磺酸基的存在。能量色散光谱分析表明,SGO分布在整个膜基质中,聚集最小。所得的SGO/PVDF纳米复合CEM膜显示出高亲水性和高吸水率,但溶胀率低。此外,对纳米复合材料CEM的电化学性能的评估显示出良好的离子交换容量(0.63±0.08 meq/g)、渗透选择性(0.95±0.04)和面积电阻(2.8±0.2 Ω cm2)。纳米复合材料CEM在电膜脱盐应用中显示出良好的潜力。
 
Figure 1. 静电耦合PSS/L-DOPA/GO(SGO)作为聚合物(PVDF)膜中的阳离子交换添加剂的概念。
 

Figure 2. SGO/PVDF纳米复合膜的制造示意图。
 

Figure 3. 膜的SEM显微照片。SGO/PVDF纳米复合膜的(a)顶面和(b)横截面。PVDF膜的(c)顶面和(d)横截面。

 
Figure 4. AFM图像显示(a)SGO/PVDF膜和(b)PVDF膜的形貌。膜样品的水接触角:(c)SGO/PVDF CEM,(d)PVDF。
 

Figure 5. SGO/PVDF与商用CEM和其他异质CEM的离子交换容量(IEC)、渗透选择性(P)和区域电阻(RA)的比较
 
     相关研究成果于2019年由哈里发科技大学Linda Zou课题组,发表在Journal of Membrane Science(https://doi.org/10.1016/j.memsci.2019.117457)上。原文:Electrostatically-coupled graphene oxide nanocomposite cation exchange membrane。
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