1. Optimera mellanskiktsavstånd:
- Att öka avståndet mellan skikten mellan RGO-ark kan underlätta vattentransport genom att ge fler vägar för vattenmolekyler att passera. Detta kan uppnås genom att interkalera joner eller molekyler mellan RGO-skikten.
- Att införliva hydrofila funktionella grupper, såsom hydroxyl- (-OH) eller karboxyl- (-COOH)-grupper, i RGO-strukturen kan öka vattenupptaget och förbättra vattenpermeabiliteten.
2. Ytfunktionalisering:
- Funktionalisering av RGO-ytan med positivt laddade grupper, såsom kvartära ammoniumsalter, kan förbättra den elektrostatiska repulsionen mellan membranet och negativt laddade joner, vilket leder till förbättrad avstötning av salter och andra laddade arter.
- Ympning av zwitterjoniska eller hydrofila polymerer på RGO-ytan kan skapa ett hydratiseringsskikt som minskar interaktionen mellan membranet och nedsmutsning, och därigenom mildrar nedsmutsning av membranet och bibehåller hög vattenpermeabilitet.
3. Skapa nanokanaler och porer:
- Att introducera nanokanaler eller porer i RGO-membranstrukturen kan avsevärt öka vattenpermeabiliteten utan att kompromissa med avstötningsprestandan. Detta kan uppnås genom kontrollerad etsning eller genom att införliva porogener under membrantillverkning.
– Storleken och fördelningen av nanoporer kan skräddarsys för att uppnå önskad balans mellan vattenflöde och saltavstötning.
4. RGO-MXene-kompositer:
- MXener är en klass av tvådimensionella övergångsmetallkarbider, nitrider eller karbonitrider. De har utmärkta vattentransportegenskaper och kan kombineras med RGO för att bilda kompositmembran.
- RGO-MXene-membran uppvisar förbättrad vattenpermeabilitet och saltavvisning jämfört med rena RGO-membran.
- De synergistiska effekterna mellan RGO- och MXene-skikt förbättrar membranets hydrofilicitet, mellanskiktsavstånd och jonsiktningsförmåga.
5. Hybridmembran:
- Att integrera RGO med andra material, såsom metall-organiska ramverk (MOF), kolnanorör (CNT) eller polymera nanomaterial, kan resultera i hybridmembran med förbättrad prestanda.
- Dessa hybridmembran kombinerar fördelarna med olika material, vilket leder till förbättrad vattenpermeabilitet, avstötningseffektivitet och antifouling-egenskaper.
6. Defektminskning och strukturell integritet:
- Att minimera defekter och säkerställa den strukturella integriteten hos RGO-membranen är avgörande för att uppnå hög vattenpermeabilitet och avstötningsprestanda.
– Defektfria membran med kontinuerliga och välorganiserade strukturer kan effektivt förhindra vattenläckage och förbättra den övergripande membranstabiliteten.
Genom att implementera dessa strategier kan RGO-membranens vattengenomsläpplighet och avstötningsprestanda förbättras avsevärt, vilket gör dem till lovande kandidater för vattenrening och avsaltningsapplikationer.
