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2D Polymer Nanosheets for Membrane Separation
Advanced Science ( IF 14.3 ) Pub Date : 2022-01-27 , DOI: 10.1002/advs.202103814 Fei Wang 1, 2, 3 , Zhao Zhang 2, 3 , Imran Shakir 4, 5 , Chengbing Yu 1 , Yuxi Xu 2, 3
Advanced Science ( IF 14.3 ) Pub Date : 2022-01-27 , DOI: 10.1002/advs.202103814 Fei Wang 1, 2, 3 , Zhao Zhang 2, 3 , Imran Shakir 4, 5 , Chengbing Yu 1 , Yuxi Xu 2, 3
Affiliation
Since the discovery of single-layer graphene in 2004, the family of 2D inorganic nanosheets is considered as ideal membrane materials due to their ultrathin atomic thickness and fascinating physicochemical properties. However, the intrinsically nonporous feature of 2D inorganic nanosheets hinders their potential to achieve a higher flux to some extent. Recently, 2D polymer nanosheets, originated from the regular and periodic covalent connection of the building units in 2D plane, have emerged as promising candidates for preparing ultrafast and highly selective membranes owing to their inherently tunable and ordered pore structure, light weight, and high specific surface. In this review, the synthetic methodologies (including top–down and bottom–up methods) of 2D polymer nanosheets are first introduced, followed by the summary of 2D polymer nanosheets-based membrane fabrication as well as membrane applications in the fields of gas separation, water purification, organic solvent separation, and ion exchange/transport in fuel cells and lithium-sulfur batteries. Finally, based on their current achievements, the authors’ personal insights are put forward into the existing challenges and future research directions of 2D polymer nanosheets for membrane separation. The authors believe this comprehensive review on 2D polymer nanosheets-based membrane separation will definitely inspire more studies in this field.
中文翻译:
用于膜分离的二维聚合物纳米片
自 2004 年发现单层石墨烯以来,二维无机纳米片家族因其超薄的原子厚度和令人着迷的物理化学特性而被认为是理想的膜材料。然而,二维无机纳米片固有的无孔特性在一定程度上阻碍了它们实现更高通量的潜力。最近,源自二维平面结构单元的规则和周期性共价连接的二维聚合物纳米片由于其固有的可调谐和有序的孔结构、重量轻和高特异性,已成为制备超快和高选择性膜的有希望的候选者。表面。在这篇综述中,首先介绍了二维聚合物纳米片的合成方法(包括自顶向下和自底向上的方法),随后总结了基于二维聚合物纳米片的膜制造以及膜在燃料电池和锂硫电池中的气体分离、水净化、有机溶剂分离和离子交换/传输领域的应用。最后,基于他们目前的研究成果,作者对二维聚合物纳米片在膜分离中存在的挑战和未来的研究方向提出了个人见解。作者相信,这篇关于二维聚合物纳米片膜分离的综合综述肯定会激发该领域的更多研究。基于他们目前的成果,作者对二维聚合物纳米片用于膜分离的现有挑战和未来研究方向提出了个人见解。作者相信,这篇关于二维聚合物纳米片膜分离的综合综述肯定会激发该领域的更多研究。基于他们目前的成果,作者对二维聚合物纳米片用于膜分离的现有挑战和未来研究方向提出了个人见解。作者相信,这篇关于二维聚合物纳米片膜分离的综合综述肯定会激发该领域的更多研究。
更新日期:2022-01-27
中文翻译:
用于膜分离的二维聚合物纳米片
自 2004 年发现单层石墨烯以来,二维无机纳米片家族因其超薄的原子厚度和令人着迷的物理化学特性而被认为是理想的膜材料。然而,二维无机纳米片固有的无孔特性在一定程度上阻碍了它们实现更高通量的潜力。最近,源自二维平面结构单元的规则和周期性共价连接的二维聚合物纳米片由于其固有的可调谐和有序的孔结构、重量轻和高特异性,已成为制备超快和高选择性膜的有希望的候选者。表面。在这篇综述中,首先介绍了二维聚合物纳米片的合成方法(包括自顶向下和自底向上的方法),随后总结了基于二维聚合物纳米片的膜制造以及膜在燃料电池和锂硫电池中的气体分离、水净化、有机溶剂分离和离子交换/传输领域的应用。最后,基于他们目前的研究成果,作者对二维聚合物纳米片在膜分离中存在的挑战和未来的研究方向提出了个人见解。作者相信,这篇关于二维聚合物纳米片膜分离的综合综述肯定会激发该领域的更多研究。基于他们目前的成果,作者对二维聚合物纳米片用于膜分离的现有挑战和未来研究方向提出了个人见解。作者相信,这篇关于二维聚合物纳米片膜分离的综合综述肯定会激发该领域的更多研究。基于他们目前的成果,作者对二维聚合物纳米片用于膜分离的现有挑战和未来研究方向提出了个人见解。作者相信,这篇关于二维聚合物纳米片膜分离的综合综述肯定会激发该领域的更多研究。