Πώς να βελτιώσετε τη διαπερατότητα του νερού και την απόρριψη των μεμβρανών RGO; Οι μεμβράνες rgo-mxene δίνουν απάντηση
1. Βελτιστοποίηση της απόστασης μεταξύ των στρώσεων:
- Η αύξηση της απόστασης μεταξύ των στρώσεων μεταξύ των φύλλων RGO μπορεί να διευκολύνει τη μεταφορά νερού παρέχοντας περισσότερα μονοπάτια για να περάσουν τα μόρια του νερού. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με παρεμβαλλόμενα ιόντα ή μόρια μεταξύ των στρώσεων RGO.
-Η ενσωμάτωση υδρόφιλων λειτουργικών ομάδων, όπως οι ομάδες υδροξυλίου (-ΟΗ) ή καρβοξυλίου (-COOH), στη δομή RGO μπορεί να αυξήσει την πρόσληψη νερού και να ενισχύσει τη διαπερατότητα του νερού.
2. Λειτουργία επιφάνειας:
- Η λειτουργία της επιφάνειας του RGO με θετικά φορτισμένες ομάδες, όπως τα αλάτια τεταρτοταγμένου αμμωνίου, μπορεί να βελτιώσει την ηλεκτροστατική απόρριψη μεταξύ της μεμβράνης και των αρνητικά φορτισμένων ιόντων, οδηγώντας σε αυξημένη απόρριψη αλάτων και άλλων φορτισμένων ειδών.
- Η μεταμόσχευση ζαρτεριονικών ή υδρόφιλων πολυμερών στην επιφάνεια του RGO μπορεί να δημιουργήσει ένα στρώμα ενυδάτωσης που μειώνει την αλληλεπίδραση μεταξύ της μεμβράνης και των φυλλιδίων, μετριάζοντας έτσι τη ρύπανση της μεμβράνης και τη διατήρηση της υψηλής διαπερατότητας του νερού.
3. Δημιουργία nanochannels and pores:
- Η εισαγωγή νανοκαναλίων ή πόρων στη δομή της μεμβράνης RGO μπορεί να αυξήσει σημαντικά τη διαπερατότητα του νερού χωρίς να διακυβεύεται η απόρριψη απόρριψης. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί μέσω ελεγχόμενης χάραξης ή ενσωματώνοντας πορφογόνα κατά τη διάρκεια της κατασκευής μεμβράνης.
- Το μέγεθος και η κατανομή των νανοπορίων μπορούν να προσαρμοστούν για να επιτευχθεί η επιθυμητή ισορροπία μεταξύ της ροής του νερού και της απόρριψης αλατιού.
4. Σύνθετα rgo-mxene:
- Τα Mxenes είναι μια κατηγορία δισδιάστατων καρβίδων μετάβασης μετάλλων, νιτριδίων ή ανθρακυρίδια. Έχουν εξαιρετικές ιδιότητες μεταφοράς νερού και μπορούν να συνδυαστούν με το RGO για να σχηματίσουν σύνθετες μεμβράνες.
- Οι μεμβράνες RGO-Mxene παρουσιάζουν βελτιωμένη διαπερατότητα νερού και απόρριψη αλατιού σε σύγκριση με τις καθαρές μεμβράνες RGO.
- Οι συνεργιστικές επιδράσεις μεταξύ των στρωμάτων RGO και Mxene ενισχύουν την υδροφιλικότητα της μεμβράνης, την απόσταση μεταξύ των στρωμάτων και τις δυνατότητες κοσκινίσεων ιόντων.
5. Υβριδικές μεμβράνες:
- Η ενσωμάτωση του RGO με άλλα υλικά, όπως τα μεταλλικά-οργανικά πλαίσια (MOFs), οι νανοσωλήνες άνθρακα (CNTs) ή τα πολυμερικά νανοϋλικά, μπορούν να οδηγήσουν σε υβριδικές μεμβράνες με βελτιωμένη απόδοση.
- Αυτές οι υβριδικές μεμβράνες συνδυάζουν τα πλεονεκτήματα διαφορετικών υλικών, οδηγώντας σε βελτιωμένη διαπερατότητα του νερού, αποτελεσματικότητα απόρριψης και αντιρρυπαντικές ιδιότητες.
6. Μείωση των ελαττωμάτων και δομική ακεραιότητα:
- Η ελαχιστοποίηση των ελαττωμάτων και η εξασφάλιση της δομικής ακεραιότητας των μεμβρανών RGO είναι ζωτικής σημασίας για την επίτευξη υψηλής διαπερατότητας νερού και απόδοσης απόρριψης.
-Οι μεμβράνες χωρίς ελάττωμα με συνεχείς και καλά οργανωμένες δομές μπορούν να αποτρέψουν αποτελεσματικά τη διαρροή νερού και να βελτιώσουν τη συνολική σταθερότητα της μεμβράνης.
Με την εφαρμογή αυτών των στρατηγικών, η διαπερατότητα του νερού και η απόρριψη των μεμβρανών RGO μπορούν να βελτιωθούν σημαντικά, καθιστώντας τους υποσχόμενους υποψηφίους για εφαρμογές καθαρισμού νερού και αφαλάτωσης.
