海水淡化是人類追求了幾百年的夢想，但是海水淡化受技術(shù)和成本制約仍未得到廣泛應(yīng)用。記者日前從南京工業(yè)大學獲悉，該校材料化學工程國家重點實驗室金萬勤教授團隊與國內(nèi)相關(guān)科研單位合作，在石墨烯膜淡化海水的研究上獲得突破性進展，提出并實現(xiàn)了用水合離子自身精確控制石墨烯膜的層間距，展示了其出色的離子篩分和海水淡化性能。

有專家預(yù)言，隨著生態(tài)環(huán)境的惡化，人類解決水荒的最后途徑很可能是對海水的淡化。全球海水淡化技術(shù)超過20余種，主要分為蒸餾法和膜法兩大類。石墨烯因其獨特的二維結(jié)構(gòu)，是構(gòu)筑高性能分離膜的理想材料，但由于現(xiàn)有技術(shù)手段難以將氧化石墨烯膜的層間距精確控制在十分之一納米的尺度，加之石墨烯膜在水溶液中會發(fā)生溶脹導(dǎo)致分離性能嚴重衰減，石墨烯用于離子篩分和海水淡化仍面臨著巨大挑戰(zhàn)。

金萬勤教授團隊與上海應(yīng)用物理研究所、上海大學、浙江農(nóng)林大學等單位學者開展合作研究，設(shè)計制備了通過水合離子精密調(diào)控層間距的疊層（氧化）石墨烯膜，實現(xiàn)了鹽溶液中水分子與不同離子的精確篩分。對于具有最小水合直徑的鉀離子，科研人員采用經(jīng)過鉀離子溶液浸泡的石墨烯膜阻止水合鉀離子進入，有效截留鹽溶液中包括鉀離子本身在內(nèi)的所有離子，同時還能保持水分子快速透過，使得鹽離子和純水分別在石墨烯膜的進料側(cè)和滲透側(cè)高效富集。

該成果已發(fā)表在《自然》雜志上，這項研究不僅為石墨烯膜的設(shè)計制備提供了理論與技術(shù)指導(dǎo)，也為其他二維材料在分離膜領(lǐng)域的研究開辟了新思路。

來源:科技日報 

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