西安交大《JMS》：石墨烯/二氧化硅纳米颗粒复合膜，用于增强离子迁移和渗透能转换

本文由西安交通大学屈治国教授团队在《Journal of Membrane Science》期刊发表，研究了石墨烯氧化物/二氧化硅纳米颗粒复合膜在增强离子迁移和渗透能转换中的应用。通过自上而下的自组装方法，将二氧化硅纳米粒子嵌入氧化石墨烯纳米通道，扩大了纳米通道间距和电荷密度，从而提高了离子选择性和渗透性。实验结果表明，在0.5M/0.01 M NaCl溶液中，复合膜使NOEC器件的输出功率提高了24.2%，净功率密度达到2.0 W-m-2。通过有限元法建立的数值模型揭示了二氧化硅纳米粒子对空间电荷密度和离子选择性的增强机制。此外，通过调节pH值和浓度梯度，复合膜在强碱性和超高浓度梯度条件下显示出良好的环境适应性，净功率密度达到5.6 W-m-2。这项研究提供了一种简单的策略来增强二维纳米通道中的离子迁移，突破离子选择性-渗透性权衡，促进渗透能量转换。