氧等离子体刻蚀时间越长,刻蚀掉的石墨烯越多,石墨烯的孔径也就越大。
这样就可以通过调控氧等离子体刻蚀的时间来调控石墨烯纳米筛的孔径。当刻蚀时间控制在10秒时,孔径为0.63纳米,可以有效允许直径0.32纳米的水分子通过并阻挡直径0.7纳米的盐离子。
这种薄膜可以不经聚合物支撑悬空、弯曲、拉张而不产生明显裂缝。
测试和计算结果显示,新的薄膜能承受380.6mpa应力,杨氏模量达到9.7gpa,这3倍于碳纳米管薄膜,相当于纳米孔石墨烯薄膜2.4倍的拉伸刚度和10000倍的弯曲刚度。
于是,他们做出了一张又大又强韧的石墨烯介孔薄膜。
那么它的过滤性能又如何呢?
在10秒之内,刻蚀的石墨烯纳米筛/碳纳米管薄膜渗透率可以达到20.6升每平米每小时每大气压。
24小时渗透之后盐离子截留率大于97%。
相对商用的三乙酸纤维素淡化膜,新型石墨烯纳米筛/碳纳米管薄膜的水渗透率提高了100倍,抗污染能力更强。
而且由于不受内部浓差极化效应制约,薄膜在高浓度盐环境下仍然可以保持较高的水渗透率。
国内研究机构制成的新型石墨烯纳米筛/碳纳米管薄膜不需要聚合物支撑就结实耐用,并兼具多种渗透效率优点。
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