已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

2D lamellar membranes with defect-engineered hierarchical channels impart ultrafast and selective dye/salt separation

层状结构 盐(化学) 材料科学 化学工程 超短脉冲 化学 复合材料 有机化学 光学 生物化学 工程类 物理 激光器
作者
Tianmeng Zhang,Zheng Huang,Dandan Cui,Zicheng Luo,Xiuping Zhuo,Yanfeng Liu,Xiuyan Wang,Kai Wu,Jianfeng Zhang,Guibin Li,Shumei Sun,Han Zuilhof,Hao Lü
出处
期刊:Journal of Membrane Science [Elsevier BV]
卷期号:735: 124602-124602
标识
DOI:10.1016/j.memsci.2025.124602
摘要

Two-dimensional (2D) lamellar membranes hold immense promise for sustainable separation technologies, yet their inherent dense interlayer architecture compromises permeability and selectivity. Herein, we propose a defect engineering strategy to construct hierarchical nanofluidic channels within graphene oxide (GO) membranes, by using intercalating polypyrrole (PPy) nanosheets with in-plane nanopores. The synergistic assembly of GO and PPy nanosheets enables tuning of both interlayer spacing and intra-plane nanopores, thereby generating multiscale transport pathways. The optimized PPy/GO membrane achieves a trade-off between selectivity and permeability: >96% rejection for Congo red, <15% rejection for salts (NaCl, Na 2 SO 4 , CaCl 2 ), and a remarkable water flux of 310 L m -2 h -1 bar -1 — 5-fold higher than state-of-the-art 2D membranes. Interface selective sum frequency generation spectroscopy results reveal that PPy intercalation greatly enhances the order of hydrogen-bonded water at the membrane-water interface, which correlates with the fast and selective separation of dye and salt. Molecular dynamics and hydrodynamic simulations consolidate that the hierarchical channels enhance water permeation via defect-pore sieving, while selectively block organic dyes through size exclusion. Our work not only disentangles the intricate role of defect engineering in tailoring organic/salt separation for 2D membranes, but also provides a scalable approach for advanced separation systems in hypersaline wastewater treatment and resource recovery. • Fabricating PPy/GO lamellar membrane with channelled nanopores using defect engineering approach; • Achieving >96% rejection for selected organic dyes, <15% rejection for various salts, and in particular a water flux of 310 L m -2 h -1 bar -1 ; • Providing molecular insights for membrane function — attributing to an enhanced hydrogen-bonded structure of water molecules at this membrane interface.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
fev123完成签到,获得积分0
1秒前
李林鑫完成签到 ,获得积分10
1秒前
某叶道发布了新的文献求助10
2秒前
YYU完成签到 ,获得积分10
2秒前
小兰发布了新的文献求助10
3秒前
1111完成签到,获得积分10
3秒前
华仔应助正直的康乃馨采纳,获得10
4秒前
bububuuu完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
dk完成签到,获得积分10
6秒前
神勇师完成签到 ,获得积分10
8秒前
扮猪吃饲料完成签到,获得积分10
10秒前
格物致知完成签到,获得积分0
13秒前
丘比特应助郑毅采纳,获得10
14秒前
梧桐梅西完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
缥缈洋葱完成签到 ,获得积分10
15秒前
向日葵完成签到 ,获得积分10
16秒前
SciGPT应助安静葵阴采纳,获得10
17秒前
ComVivas发布了新的文献求助30
18秒前
22秒前
zz完成签到,获得积分10
22秒前
大头头不大完成签到,获得积分10
23秒前
含蓄的新柔完成签到,获得积分10
23秒前
终止密码子完成签到 ,获得积分10
25秒前
小赞的z完成签到 ,获得积分10
26秒前
Bismarck完成签到,获得积分10
26秒前
CodeCraft应助赵凯丽采纳,获得10
27秒前
eleven发布了新的文献求助10
28秒前
CATH完成签到 ,获得积分10
29秒前
挖掘机完成签到,获得积分10
30秒前
小赞的z关注了科研通微信公众号
30秒前
31秒前
32秒前
听寒完成签到 ,获得积分10
32秒前
34秒前
oo完成签到 ,获得积分10
36秒前
柠栀完成签到 ,获得积分10
36秒前
无敌橙汁oh完成签到 ,获得积分10
37秒前
00完成签到,获得积分10
37秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7738508
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9287583
关于积分的说明 20184108
捐赠科研通 7316370
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3305901
关于科研通互助平台的介绍 2458247
邀请新用户注册赠送积分活动 2315773