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。