石墨烯氧化物薄膜——部分氧化，石墨烯-可提供超薄、高通量、高效的膜，用于在水溶液中、3、4、5、6中精确的离子和分子筛。这些材料在各种各样的应用中都有潜力，包括海水淡化和净化、8、9、气体和离子分离、11、12、13、生物传感器、质子导电、锂离子电池和超级电容。不同于碳纳米管膜的气孔，它是固定的，19，20，石墨烯氧化物膜的气孔——也就是，石墨烯氧化物层之间的间距(一个薄片是膜内的一个薄片)——是可变大小的。此外，要想将小离子的间距减小到足够的程度，就很难将小离子排除在外，并保持这种间距，与石墨烯氧化物膜在溶液中浸泡在22、23、24、25之间的趋势相比较。这些挑战阻碍了石墨烯氧化物膜的潜在离子过滤应用。在这里，我们演示了用K+、Na+、Ca2+、Li+或Mg2+离子来进行石墨烯氧化物膜层间距的阳离子控制。此外，由一种阳离子所控制的膜间距可以有效且有选择性地排除其他具有较大水化体积的阳离子。第一原则计算和紫外吸收光谱揭示了最稳定的阳离子吸附的位置是氧化物基团和芳香环共存的地方。先前的密度函数理论计算表明，其他的c正离子(Fe2+、Co2+、Cu2+、Cd2+、Cr2+和Pb2+)应该比Na+has26更强烈地与石墨烯薄片相互作用，这意味着其他离子可以被用来产生更大范围的层间间隔。
——文章发布于2017年10月09日
