二维材料用于渗透能转换的研究进展

作     者：辛伟闻 闻利平 XIN Weiwen;WEN Liping

作者机构：中国科学院理化技术研究所中国科学院仿生材料与界面科学重点实验室北京100190 中国科学院大学未来技术学院北京100049 

出 版 物：《高等学校化学学报》 (Chemical Journal of Chinese Universities)

年 卷 期：2021年第42卷第2期

页      面：445-455页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(批准号:2017YFA0206904,2017YFA0206900) 国家自然科学基金(批准号:21625303,21905287,51673206,21988102) 中国科学院战略重点研究项目(批准号:XDA21010213) 中国科学院关键研究项目(批准号:QYZDY-SSWSLH014)资助 

主　　题：二维材料 渗透能转换 离子传输 纳米通道 复合膜 

摘      要：在河水与海水的交界处实现渗透能提取与捕获是解决未来能源危机的重要方式之一.渗透能因为储量大,容易获取以及绿色可持续的优势受到广泛关注.反向电渗析技术是一种能够有效捕获渗透能的方法之一,目前已经得到了深入的研究与发展.离子交换膜是反向电渗析技术转换渗透能的关键组件,其性能的优异程度决定能量转换效率的高低.常见的膜材料主要是高分子聚合物及其改性化合物,最近一些二维材料如石墨烯、氧化石墨烯、二硫化钼、各种框架材料及其改性复合物因优异的选择性离子传输、纳米级通道、丰富的表面功能基团以及可修饰性成为捕获渗透能的重要膜材料.本文综合评述了二维材料作为离子传输通道的类型以及相应的传输机理;例举了二维材料及其复合物的设计方案和在渗透能转换方面的具体应用;最后提出了目前二维材料在渗透能转换领域中面临的挑战以及未来的发展方向.