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第一百五十四章 海水淡化 (2 / 4)
        然而，将超薄二维材料应用于实际海水淡化面临着两大难题。

        首先是如何制备具有优异机械强度和柔性的大面积无裂缝的纳米孔二维薄膜。

        其次是如何在薄膜内部引入高密度均一孔径分布的亚纳米孔，实现水分子的高效选择性通过和盐离子/有机分子的有效截留。

        对于第一个难题，碳纳米管具有优异的机械性能，并且与石墨烯的结构类似，两者之间可以通过π-π键和范德华力相互作用。

        由碳纳米管搭接形成的碳纳米管薄膜是一种多孔的网络结构（平均孔径300纳米）的薄膜，不仅可以与石墨烯的结构完美匹配，也不会影响水渗透率。

        因此，因此国内的研究机构想到将纳米孔石墨烯与碳纳米管结合来弥补前者的缺陷。

        他们先在铜箔上生长出一层单层石墨烯，再在上面的一些区域覆盖相互连通的碳纳米管网络，将铜箔溶蚀掉之后就得到了一张碳纳米管支撑的石墨烯薄膜。

        为取得高密度均一孔径分布的亚纳米孔，他们在石墨烯表面生长了一层均一孔径分布的介孔氧化硅（平均孔径2纳米）作为掩模板，用氧等离子体刻蚀去掉介孔氧化硅孔径内的石墨烯。

        氧等离子体刻蚀时间越长，刻蚀掉的石墨烯越多，石墨烯的孔径也就越大。

        这样就可以通过调控氧等离子体刻蚀的时间来调控石墨烯纳米筛的孔径。当刻蚀时间控制在10秒时，孔径为0.63纳米，可以有效允许直径0.32纳米的水分子通过并阻挡直径0.7纳米的盐离子。

        这种薄膜可以不经聚合物支撑悬空、弯曲、拉张而不产生明显裂缝。

        测试和计算结果显示，新的薄膜能承受380.6mpa应力，杨氏模量达到9.7gpa，这3倍于碳纳米管薄膜，相当于纳米孔石墨烯薄膜2.4倍的拉伸刚度和10000倍的弯曲刚度。

        于是，他们做出了一张又大又强韧的石墨烯介孔薄膜。

        那么它的过滤性能又如何呢？

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