具有限域传质效应的碳基分离膜——从碳纳米管膜到石墨烯膜

限域传质是流体分子通过与其运动自由程相当的传质空间的过程,流体分子与限域壁面的作用与和流体分子间的相互作用决定了传质效率。当碳通道尺寸小于10 nm时,由于其壁面具有无摩擦效应,导致传质阻力小;因此,具有限域传质效应的碳基分离膜传质通量和选择性都高,有望成功突破渗透性和选择性的博弈效应。本文综述了近年来具有限域传质效应的碳基分离膜的研究进展,主要介绍了两类碳基分离膜,规整排列的碳纳米管膜和层层堆叠的石墨烯膜,概述了这两类膜的限域传质机理、构筑方法及其在水处理、脱水、脱盐、离子分离、气体分离等领域的应用。此外,展望了具有限域传质效应的碳基分离膜的发展及需要解决的问题。为创制新一代兼具高渗透性和高选择性的限域传质效应的分离膜的设计制备与应用提供了参考。