SCOPUS
SCIE
Tuning the nanostructure of nitrogen-doped graphene laminates for forward osmosis desalination
저자
Song, Jun-ho ; Shon, Ho Kyong ; Wang, Peng ; Jang, Am ; Kim, In S.
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2019
작성언어
-등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
22025-22032(8쪽)
제공처
<P>Studies have concentrated on the physicochemical properties of graphene-based membranes that can replace polymeric membranes for use in forward osmosis (FO) systems. However, recent research studies have focused on mixtures of two or more different materials (<I>e.g.</I>, graphene oxide and polymers) due to the need to reinforce underwater stability. Alternatives include reduced forms such as reduced graphene oxide to improve the stability and size-based selectivity, which have resulted in a narrow nanochannel that restricts water permeability. Herein, we propose the use of a novel nitrogen-doped graphene (NG) membrane to solve a trade-off between permeability and selectivity, investigating the nanostructure <I>via</I> N-doping reaction time. In an FO process, NG membranes achieved an outstanding specific salt flux of 0.18 g L<SUP>−1</SUP>, compared to commercial membranes (0.55 g L<SUP>−1</SUP>). The pyridinic-N bonding structure improved the permeability and selectivity under a similar nanochannel size because of its negatively polarized hole defects with the moderate energy barrier enabling water passage while blocking ions. Our results confirm the possibility of fabricating novel graphene-based FO membranes by tailoring the nitrogen-bonding structure, which will significantly help develop a process for improving the scalability of membrane materials.</P>
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