回复材料那些事：这种SiO₂@GOM复合膜不仅增强了离子迁移，还提升了发电效率，简直是双赢
材料那些事
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西安交通大学屈治国教授团队在《Journal of Membrane Science》期刊发表论文，聚焦基于纳米通道的渗透能量转换技术中离子选择性和渗透性权衡问题。 团队采用自上而下自组装方法，将二氧化硅纳米粒子嵌入氧化石墨烯纳米通道，借此扩大纳米通道间距与电荷密度，纳米粒子负电荷补充离子选择性，缓解通道间距增大带来的削弱影响。 在0.5M/0.01M NaCl溶液中，所获氧化石墨烯/二氧化硅纳米粒子复合膜使NOEC器件输出功率提高24.2%，其净功率密度（不含电极电位贡献）达2.0 W·m⁻²。利用有限元法建立的数值模型揭示了二氧化硅纳米粒子的增强机制，且调节pH值和浓度梯度证明了复合膜的适应性，在5M/0.01M浓度差和pH值为11时，渗透功率密度提高到5.6W·m⁻²。 该研究构建的SiO₂@GOM复合膜能增强离子迁移和渗透发电，二氧化硅纳米粒子的体积和电荷效应改善了GOM的离子传导性和亲水性，提升复合膜的离子选择性与渗透性。 其中，5%SiO₂@GOM使NOEC器件输出功率比GOM提高24%，2.5%SiO₂@GOM功率密度（不考虑电极电位）高于GOM，有限元模拟阐明了二氧化硅纳米粒子的相关影响，且5%SiO₂@GOM在强碱性和超高浓度梯度条件下输出功率强，环境适应性良好，净功率密度可达5.6W·m⁻²，这种膜制造策略为解决离子选择性/渗透性权衡问题、实现高性能渗透发电创造了条件。
