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2D Material Based Advanced Membranes for Separations in Organic Solvents
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2020-11-20 , DOI: 10.1002/smll.202003400 Xiao Sui 1 , Ziwen Yuan 1 , Yanxi Yu 1 , Kunli Goh 2 , Yuan Chen 1
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2020-11-20 , DOI: 10.1002/smll.202003400 Xiao Sui 1 , Ziwen Yuan 1 , Yanxi Yu 1 , Kunli Goh 2 , Yuan Chen 1
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2D materials have shown high potentials for fabricating next‐generation membranes. To date, extensive studies have focused on the applications of 2D material membranes in gas and aqueous media. Recently, compelling opportunities emerge for 2D material membranes in separation applications in organic solvents because of their unique properties, such as ultrathin mono‐ to few‐layers, outstanding chemical resistance toward organic solvents. Hence, this review aims to provide a timely overview of the current state‐of‐the‐art of 2D material membranes focusing on their applications in organic solvent separations. 2D material membranes fabricated using graphene materials and a few representative nongraphene‐based 2D materials, including covalent organic frameworks and MXenes, are summarized. The key membrane design strategies and their effects on separation performances in organic solvents are also examined. Last, several perspectives are provided in terms of the critical challenges for 2D material membranes, including standardization of membrane performance evaluation, improving understandings of separation mechanisms, managing the trade‐off of permeability and selectivity, issues related to application versatility, long‐term stability, and fabrication scalability. This review will provide a useful guide for researchers in creating novel 2D material membranes for advancing new separation techniques in organic solvents.
中文翻译：
用于有机溶剂分离的基于2D材料的高级膜
2D材料已显示出制造下一代膜的巨大潜力。迄今为止，广泛的研究集中于二维材料膜在气体和水介质中的应用。近年来，二维材料膜在有机溶剂中的分离应用中出现了令人信服的机遇，这是因为其独特的特性，例如超薄的单层至几层，对有机溶剂的出色耐化学性。因此，本综述旨在及时概述二维材料膜的最新技术，重点是其在有机溶剂分离中的应用。总结了使用石墨烯材料和一些代表性的非基于石墨烯的2D材料（包括共价有机骨架和MXenes）制造的2D材料膜。还检查了关键的膜设计策略及其对有机溶剂中分离性能的影响。最后，针对二维材料膜的关键挑战提供了几种观点，包括膜性能评估的标准化，增进对分离机理的理解，管理渗透性和选择性的权衡，与应用通用性，长期稳定性相关的问题以及制造的可扩展性。这篇综述将为研究人员提供新颖的二维材料膜，以推进有机溶剂中的新分离技术提供有用的指导。增进对分离机理的理解，管理渗透率和选择性之间的权衡，以及与应用多功能性，长期稳定性和制造可扩展性有关的问题。这篇综述将为研究人员提供新颖的二维材料膜，以推进有机溶剂中的新分离技术提供有用的指导。增进对分离机理的理解，管理渗透率和选择性之间的权衡，以及与应用多功能性，长期稳定性和制造可扩展性有关的问题。这篇综述将为研究人员提供新颖的二维材料膜，以推进有机溶剂中的新分离技术提供有用的指导。
更新日期：2020-12-17
中文翻译：
用于有机溶剂分离的基于2D材料的高级膜
2D材料已显示出制造下一代膜的巨大潜力。迄今为止，广泛的研究集中于二维材料膜在气体和水介质中的应用。近年来，二维材料膜在有机溶剂中的分离应用中出现了令人信服的机遇，这是因为其独特的特性，例如超薄的单层至几层，对有机溶剂的出色耐化学性。因此，本综述旨在及时概述二维材料膜的最新技术，重点是其在有机溶剂分离中的应用。总结了使用石墨烯材料和一些代表性的非基于石墨烯的2D材料（包括共价有机骨架和MXenes）制造的2D材料膜。还检查了关键的膜设计策略及其对有机溶剂中分离性能的影响。最后，针对二维材料膜的关键挑战提供了几种观点，包括膜性能评估的标准化，增进对分离机理的理解，管理渗透性和选择性的权衡，与应用通用性，长期稳定性相关的问题以及制造的可扩展性。这篇综述将为研究人员提供新颖的二维材料膜，以推进有机溶剂中的新分离技术提供有用的指导。增进对分离机理的理解，管理渗透率和选择性之间的权衡，以及与应用多功能性，长期稳定性和制造可扩展性有关的问题。这篇综述将为研究人员提供新颖的二维材料膜，以推进有机溶剂中的新分离技术提供有用的指导。增进对分离机理的理解，管理渗透率和选择性之间的权衡，以及与应用多功能性，长期稳定性和制造可扩展性有关的问题。这篇综述将为研究人员提供新颖的二维材料膜，以推进有机溶剂中的新分离技术提供有用的指导。
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