GO涂层在水处理中的优化及挑战

凭借其优异的物理化学性质和传质特性，GO是最具前景的分离膜，其在材料、液体过滤与分离领域的应用形式主要有三种：（1）以GO为构筑单元的层状结构膜；（2）GO作为添加剂的混合基质膜/纳米薄层复合膜；（3）GO表面功能涂层。

其中，纯GO膜可通过还原、交联、复合及外界刺激等多种途径有效调控其二维通道，具有优异的超滤和纳滤性能。然而，GO膜作为分离膜还存在以下问题：GO膜的脱盐性能仍不理想，在海水淡化领域的应用还有待推进；GO膜在水环境中易溶胀，膜结构稳定性和分离性能稳定性有待提高；需要开发GO膜的大规模制备技术以实现实际应用；GO膜的基础传质机理有待进一步探究；GO表面微结构的设计和调控及其对膜分离性能的影响有待研究，如GO表面化学官能团的操纵和移动、含氧官能团的比例和分布等；GO膜的有机纳滤性能仍有待开发。

作为纳米添加剂，GO通过调控分离膜的亲水性、粗糙度、厚度、电负性或在膜内构建额外的传质通道提高膜的水通量、截留率、抗污染性能和抗氯性能。然而，GO在膜内的分散性及与基体的结合强度有待优化，以避免引入缺陷或由于填料泄漏造成二次污染。GO与高分子膜基体的相互作用、界面及其对传质通道的影响等基础研究有待深入开展。GO对膜通量的提升水平有限，需要进一步调控GO物理化学性质、设计复合膜结构以充分发挥GO的传质特性优势。(www.xing528.com)

作为表面保护涂层，GO通过改变膜表面性质（亲水性、粗糙度、电负性和化学结构）提高膜的抗菌、抗污染和抗氯性能。然而，GO涂层在干态及水环境中的结构稳定性有待提高，以避免涂层在使用过程中因为脱落而失效。需要开发简单环保的涂层沉积工艺以制备均匀的、超薄的、结合强度优异的GO表面涂层。GO涂层对膜抗污染和抗氯性能的改善程度有限，需要进一步优化其保护性能并深入探究其作用机制。同时，开发GO涂层的多功能化应用是一个重要发展方向。