质子与分子透过单层氧化石墨烯基面的渗透
材料科学
2023-11-28 v1 化学物理
摘要
二维（2D）材料提供了一种兼具极低气体渗透性与高质子传导率的膜的前景，并可在包括燃料电池在内的多种应用中超越现有的质子交换膜。氧化石墨烯（GO）是一种众所周知的二维材料，可促进质子沿其基面快速传输，但跨基面的质子传导率仍属未知。人们还常假定单个 GO 单层含有大量纳米级针孔，导致气体穿过 GO 基面显著泄漏。在此我们表明，相对较大的微米级单层 GO 区域对包括氦气在内的气体不可渗透，同时其基面展现出的质子传导率比石墨烯高出近两个数量级。这些发现增进了对 GO 关键性质的理解，并证明对二维晶体进行化学功能化可在不影响气体不可渗透性的前提下增强其质子透过性。
引用
@article{arxiv.2310.16495,
title = {Proton and molecular permeation through the basal plane of monolayer graphene oxide},
author = {Z. F. Wu and P. Z. Sun and O. J. Wahab and Y. -T. Tao and D. Barry and D. Periyanagounder and P. B. Pillai and Q. Dai and W. Q. Xiong and L. F. Vega and K. Lulla and S. J. Yuan and R. R. Nair and E. Daviddi and P. R. Unwin and A. K. Geim and M. Lozada-Hidalgo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.16495},
year = {2023}
}