微米和纳米科技材料

《ACS Nano》pH响应聚合物/氧化石墨烯的异质多孔膜用于离子传输

多孔膜在分离、能源、生化传感、纳米流体等领域的潜在应用价值使其近年来一直是研究热点。然而,将这些优异的多孔膜推向应用,对其环境稳定性等有极高的要求。基于此,吉林大学化学学院特塑中心的姜振华教授团队中科院理化所江雷研究员周亚红博士等合作,通过自组装制备了大面积的高强的三维/二维的聚合物/氧化石墨烯的异质多孔膜。通过分子精密设计,将pH响应性的吡啶基团引入双酚单体中,用其制备出一系列具有pH响应性的吡啶联苯聚醚砜(PPSU-Pyx),该聚合物与氧化石墨烯成功开发了一种表现出明显的pH响应离子门控性能的新型聚合物石墨烯异质多孔膜。这一成果日前以题为“A Charge-Density-Tunable Three/Two DimensionalPolymer/Graphene Oxide Heterogeneous Nanoporous Membrane for Ion Transport”在线发表于ACS NANO上。(DOI: 10.1021/acsnano.7b03576)。第一作者是吉林大学与理化所联培在读博士研究生朱轩伯

该工作通过分子控制实现了对三维多孔膜孔隙率及电荷密度的调控,多孔膜的孔径基本维持一致,并通过简单的抽滤、旋涂实现了系列异质膜的大面积制备。该系列膜都表现出明显的pH响应离子门控和整流性能,并且该膜在能差发电器件方面有不错的表现,拓宽了功能化特种工程高分子的应用前景,极大提高了多孔膜的实际应用潜力。

图文速递

Figure 1.异质膜的制备和结构示意图

《ACS Nano》pH响应聚合物/氧化石墨烯的异质多孔膜用于离子传输

Figure 2. 聚合物的合成及表征

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Figure 3. 聚合物微观形貌表征

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Figure 4.异质膜在能量转换方面的应用。

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全文链接:

//pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.7b03576

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来源:高分子科学前沿

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