合成了具有受控的层间间距的氧化石墨烯（GO）层压膜，用于研究H₂/CO₂分离。通过在GO层之间进行La³⁺或Co²⁺阳离子的交联和嵌入来调节GO薄片的层间距离。通过场发射扫描电子显微镜的研究表明，GO-La³⁺、GO-Co²⁺和GO膜中存在连续的选择性层。气体渗透的结果表明，GO-La³⁺膜比其他膜具有更好的H₂渗透性和H₂/CO₂选择性，这是由于GO层之间的d间距增加以及GO层压膜中缺陷的形成受到限制。另外，发现GO-La³⁺膜的H₂/CO₂分离性能接近于2008年建立的常规聚合物膜的上限。
 
Figure 1. （a）单层氧化石墨烯纳米片的TEM图；（b）AFM形貌图显示了这项工作中使用的氧化石墨烯纳米片的厚度；（c）氧化石墨烯纳米片的高度分布（根据(b)中的虚线）。
 
 
Figure 2. (a, d, g)氧化石墨烯，(b, e, h)氧化石墨烯-Co²⁺和(c, f, i)氧化石墨烯-La³⁺不同厚度膜的SEM(标尺，2μm)。
 

Figure 3. 氧化石墨烯膜中插入阳离子的EDX图谱。(a, b) GO-Co²⁺膜与Co²⁺离子的EDX映射；(c, d) GO-La³⁺膜与La³⁺离子的EDX映射，分别显示插入阳离子的均匀分布（比例尺，10μm）。
 

Figure 4. (a)氧化石墨烯基膜与裸尼龙衬底的XRD图谱，(b)氧化石墨烯基膜的XPS全谱。
 
     相关研究成果于2020年由新加坡南洋理工大学的Jong-Min Lee课题组和韩国科学技术研究院的Tae-Hyun Bae课题组发表在Separation and Purification Technology （DOI: 10.1016/j.seppur.2020.116933）上。原文：The influence of cations intercalated in graphene oxide membranes in tuning H₂/CO₂ separation performance。

本帖摘自《石墨烯杂志》公众号：