科研人員研發(fā)出污水處理新材料

崔雪芹

制備高滲透性能且高截留率的氧化石墨烯膜一直是難題和研究熱門。近日，浙江農(nóng)林大學(xué)教授陳亮團隊通過實驗和理論結(jié)合，利用改進電子束輻照還原方法，實現(xiàn)了在氧化石墨烯中對環(huán)氧基團的精確去除，同時保留了大量羥基。該成果在線發(fā)表于《碳》雜志。

他們制備得到的石墨烯膜展示了出色的親水性、超高滲透性能和穩(wěn)定性能，為選擇性去除基團類型以及石墨烯膜在污水處理等應(yīng)用提供了重要的理論和實驗基礎(chǔ)。

在該研究中，陳亮團隊通過理論計算分析，發(fā)現(xiàn)利用氫自由基和環(huán)氧基團反應(yīng)，能產(chǎn)生新的羥基基團，這使得去除環(huán)氧、保留羥基成為可能。

研究團隊進一步通過改進電子束輻照的實驗方法，形成以氫自由基為主的輻照環(huán)境，成功實現(xiàn)了環(huán)氧基團的選擇性還原。制備得到的還原氧化石墨烯，在含氧量顯著下降的同時具有極好的親水性。更重要的是，制備的石墨烯膜在截留有機污染物和重金屬廢液時，展示出超高滲透性能和截留穩(wěn)定性能。

研究認(rèn)為，如果能在保留羥基的同時，最大程度地減少環(huán)氧基團，有望極大改善膜的滲透性及其他性能。但是傳統(tǒng)的還原方法，比如熱還原和化學(xué)還原法，能同時大幅度降低環(huán)氧和羥基，但均無法實現(xiàn)精確選擇性還原某一類基團的目的。