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31
2026
-
07
ACS Nano:电控石墨烯膜：破解多组分分离难题
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研究背景
膜分离技术因能耗低、可连续操作等优势，在气体分离、海水淡化、制药等领域应用广泛。受生物通道蛋白启发，研究者开发了能响应外界刺激（如电场、pH等）的智能膜，以*控制物质传输。传统响应膜多基于聚合物材料，但长期面临选择性与渗透性之间的“权衡效应”难题。近年来，二维材料（尤其是石墨烯基膜）因其独特的层状结构和超快传质能力，成为纳滤领域的研究热点。然而，此前大多数石墨烯基智能膜的响应多依赖聚合物修饰，响应速度慢（常需数十分钟），且对有机染料的电场调控鲜有报道。因此，亟需开发一种快速、可逆且无需外加试剂的电控石墨烯纳滤膜，以实现对染料等分子的*、智能筛分。
对多孔膜分子渗透的可调谐调控，在制药和医疗领域的膜应用中备受青睐。然而，此前的大多数报道中，通常需要引入额外试剂或组分来赋予石墨烯基膜响应性。在此，报道了一种可通过外加电压进行调谐的、基于拱桥结构还原氧化石墨烯（rGO）的纳滤膜。在5 V的有限电压下，该rGO膜能完全截留有机/阴离子分子。在电压辅助下，经正电荷修饰的rGO膜实现了对阳离子和阴离子染料的普适性截留，并且在苛刻的有机溶剂中也表现出有效的调控性能。这种*的电调控依赖于道南排斥和尺寸筛分的协同效应，并得益于拱桥结构rGO中的电场增强。此外，我们基于这种电调制rGO膜实现了多组分分离，展示了其在制药工业等实际应用中的潜力。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/AxWZsDO48OzpRdJ4m78rCg
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