Nature Nanotechnology(News)：二维材料用于水过滤纯化

纳米技术

2020-11-08

膜过滤水处理有许多优势，目前的多种过滤技术中通常都是基于水穿过膜材料，从而将水中的各种污染物分离出来，或者通过海水淡化过程中将各种离子分离。二维材料本身就能够作为膜材料，因此天然有水处理能力，近些年间一些基于MoS₂、MXenes、石墨烯等二维材料实现了比较有前景的水处理结果得以报道，但是其中比较重要的问题在于这些材料是否能够在和聚合物膜材料的比较中展现出优势。

目前莱斯大学Qilin Li、加州大学洛杉矶分校David Jassby等在石墨烯2020在线会议中的panel discussion讨论了该课题，他们提出理想的二维膜材料最好是单层多孔材料，其中孔径的大小能够穿透水分子的同时阻挡污染物分子。

本文要点：

（1）

相比于陶瓷材料、聚合物材料，二维材料有较高的柔性，能够有效的通过厚度、孔结构调控，过滤性能得以改善。因此，二维材料有较高前景，但是目前价格因素、规模化等因素是制约其应用的原因。工业规模的海水淡化厂需要数十万平米膜，此外，由于过程中需要施加压力保证水能够从膜中穿过，因此海水淡化过程是花费较高、非环境友好的过程，二维材料在该问题上暂时还没有很好的解决方案。

（2）

此外，除了膜，二维材料同样可能作为电极、质量检测器得以进一步应用。

参考文献

Fabio Pulizzi, Membranes for special water treatment, Nature Nanotechnology, 2020

DOI: 10.1038/s41565-020-00792-1

https://doi.org/10.1038/s41565-020-00792-1