胺肟化石墨烯膜

层间距8.8 Å筛分

通过聚酰胺肟改性调控层间距，首次系统阐明层间距对放射性离子分离的影响，为高性能纳米膜设计提供依据。

Mao, Chengkai · 黄成 · 陈磊 · Ma, Lin · Ren, Yingfei · Tu, Mengxin · Wang, Hongyong · Gu, Jianzhong · 马红娟 · 徐刚

Journal of Hazardous Materials 2024

参数信息

UO₂²⁺通量

1.01×10^-5-8.32×10^-5 mol/m²·h

K⁺通量

3.60×10^-4 mol/m²·h

K⁺/UO₂²⁺分离因子

36.2

技术优势

通量可调

通过调控层间距，UO₂²⁺通量可在1.01×10⁻⁵到8.32×10⁻⁵ mol/m²·h之间调节，同时K⁺通量保持稳定。

分离因子高

在层间距8.8 Å时，K⁺/UO₂²⁺分离因子高达36.2，远超常规膜。

机理清晰

结合DFT和分子动力学模拟揭示，分离主要受层间距和功能团数量共同控制，阐明了低层间距下目标离子异常高通量的原因。

应用场景

• 放射性核素分离：从放射性废液中选择性截留铀酰离子，实现铀与其他金属离子的高效分离。
• 二维膜分离：利用层间距可精确调控的石墨烯膜，为二维膜分离提供设计范例。
• 海水提铀：膜对铀酰离子具有高选择性，可用于海水提铀。
• 核废水处理：高效分离放射性核素，处理核废水。