上海大学Xu Gang和Ma Hongjuan课题组--揭示层间距在功能化石墨烯膜放射性离子筛分中的作用

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石墨烯的功能化可以精确控制薄膜形成过程中的层间间距，从而提高石墨烯膜中放射性离子的分离效率。然而，石墨烯膜层间距对放射性离子分离的系统性影响仍未被探索。本研究旨在阐明功能化石墨烯膜的层间间距如何影响放射性离子的分离。利用聚偕胺肟(PAO)修饰氧化石墨烯，控制了石墨烯膜的层间距。实验结果表明，调整层间距可以控制放射性离子的渗透通量(UO 2 2+ 1.01 × 10 −5 ~ 8.32 × 10 −5 mol/m 2 ·h, K + 稳定在3.60 × 10 −4 mol/m 2 ·h)，在层间距8.8 Å时，K + /UO 2 2+ 的分离因子达到36.2。利用密度泛函理论和分子动力学模拟，研究发现有效分离主要由层间距和引入官能团的数量决定，这解释了低层间距下目标离子异常高的渗透通量(4.3 Å)。这项研究加深了对纳米空间中离子分离和通过石墨烯膜回收的层间间距的理解，为高性能纳米膜材料的设计 ………………………………