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World File Search System分子筛
大面积石墨烯纳米多孔原子级薄膜的孔径可调范围从亚纳米到几纳米
摘要：膜是化学净化、生物分离和海水淡化的关键部件。传统的聚合物膜普遍存在渗透性和选择性之间的权衡，这严重阻碍了分离性能。纳米多孔原子薄膜（NATM），如石墨烯 NATM，有可能打破这种权衡。由于其独特的二维结构和潜在的纳米孔结构可控性，NATM 有望通过分子筛获得出色的选择性，同时实现极限渗透性。然而，石墨烯膜的概念验证演示和可扩展的分离应用之间存在巨大的选择性差异。在本文中，我们提供了一种可能的解决方案来缩小这种差异，即通过两次连续的等离子体处理分别调整孔密度和孔径。我们证明，通过缩小孔径分布，可以大大提高石墨烯膜的选择性。首先应用低能氩等离子体来使石墨烯中高密度缺陷成核。然后利用受控氧等离子体选择性地将缺陷扩大为具有所需尺寸的纳米孔。该方法具有可扩展性，制备的具有亚纳米孔的 1 cm 2 石墨烯 NATM 可以分离 KCl 和 Allura Red，选择性为 104，磁导率为 1.1 × 10 −6 ms −1 。NATM 中的孔可以进一步从气体选择性亚纳米孔调整到几纳米尺寸。制备的 NATM 在 CO 2 和 N 2 之间的选择性为 35。随着扩大时间的延长，溶菌酶和牛血清白蛋白之间的选择性也可以达到 21.2，渗透性比商用透析膜高出大约四倍。这项研究提供了一种解决方案，可以实现孔径可调的 NATM，其孔径分布较窄，适用于从气体分离或脱盐中的亚纳米到透析中的几纳米的不同分离过程。关键词：纳米多孔石墨烯膜、纳米多孔原子级薄膜 (NATM)、蛋白质选择性膜、等离子蚀刻、纳米孔工程
专题：用于环境治理和能源生产的光催化材料
如今，鉴于人类面临的主要问题，日益严重的环境污染和对可持续廉价能源的需求代表了重要的研究问题。因此，设计和开发能够集成到高效的环境处理和能源生产产品/技术中的先进材料是全世界不断研究的课题。在这种情况下，光催化材料被认为是主要用于水处理的有吸引力的候选材料，但也用于通过光电解水分解生产氢气。光催化技术利用光能作为驱动力，在光催化材料的存在下，通过矿化从（废）水中去除持久性有机污染物（例如染料、农药和药物）。具有光催化活性的材料种类繁多，例如半导体（金属氧化物、金属硫化物/硒化物等）、半导体基异质结（微/纳复合结构、二元或三元混合结构等）、钙钛矿、过渡金属尖晶石型混合氧化物、金属有机骨架（MOF）、水凝胶和废物衍生或模板材料。因此，本期主题主要指开发创新、先进和可操作的光催化技术，这些技术使用新的高效、环保、可持续和可重复使用的光催化材料。本期包括八篇文章，重点介绍先进的光催化材料在水处理和通过水分解反应制氢中的应用。以下是本期论文的简要摘要，考虑到光催化过程中使用的材料类型：金属氧化物（单组分、双组分或三组分混合结构）、钙钛矿和石墨相氮化碳（gC 3 N 4 ）基半导体。总共八篇文章中，有三篇 [ 1 – 3 ] 重点介绍了 TiO 2 基光催化剂，因为 TiO 2 已被广泛研究，是一种具有相对较高的光催化活性和优异的化学稳定性的低成本环境友好型材料。在参考文献 [ 1 ] 中，使用刮刀技术在三种不同的基材上沉积 TiO 2 (Degussa P25) 薄膜：显微玻璃 (G)、掺杂氟的氧化锡 (FTO) 和铝 (Al)。在 UV-A、UV-B + C 和 VIS 辐照（七种场景）下，对两种污染物酒石黄 (Tr) 染料和啶虫脒 (Apd) 杀虫剂测试了样品的光催化性能，辐照时间为 8 小时。为了优化光催化效率，研究了几个参数（照射源、总辐照度值、光子通量、催化剂基材和污染物类型）的影响。结果表明，在导电（Al）基底上制备的样品，使用三个 UV-A 和一个 VIS 光源（13.5 W/m 2）的混合光源，可以获得更高的光催化效率（Tr 为 63.8%，Apd 为 82.3%）。在参考文献 [ 2 ] 中，作者报道了一种新型 Ba(II)/TiO 2 –MCM-41 复合材料，该复合材料使用掺杂 Ba 2+ 的 TiO 2 分散在 MCM-41 分子筛上。在紫外光照射（60 分钟）下，Ba(II)/TiO 2 –MCM-41 (91.7%) 在降解对硝基苯甲酸 (4 × 10 − 4 M) 时的光催化效率增强，这被认为是由于 Ba 2+ 离子和 MCM-41 的存在，这有助于降低带隙能量并促进 TiO 2 的轻松分散，从而形成一种表面积为