1. Optimisation de l'espacement intercalaire :
- L'augmentation de l'espacement intercalaire entre les feuilles RGO peut faciliter le transport de l'eau en offrant davantage de voies de passage aux molécules d'eau. Ceci peut être réalisé en intercalant des ions ou des molécules entre les couches RGO.
- L'incorporation de groupes fonctionnels hydrophiles, tels que des groupes hydroxyle (-OH) ou carboxyle (-COOH), dans la structure RGO peut augmenter l'absorption d'eau et améliorer la perméabilité à l'eau.
2. Fonctionnalisation des surfaces :
- La fonctionnalisation de la surface RGO avec des groupes chargés positivement, tels que les sels d'ammonium quaternaire, peut améliorer la répulsion électrostatique entre la membrane et les ions chargés négativement, conduisant à un rejet accru des sels et autres espèces chargées.
- Le greffage de polymères zwitterioniques ou hydrophiles sur la surface RGO peut créer une couche d'hydratation qui réduit l'interaction entre la membrane et les salissures, atténuant ainsi l'encrassement de la membrane et maintenant une perméabilité à l'eau élevée.
3. Création de nanocanaux et de pores :
- L'introduction de nanocanaux ou de pores dans la structure de la membrane RGO peut augmenter considérablement la perméabilité à l'eau sans compromettre les performances de rejet. Ceci peut être réalisé grâce à une gravure contrôlée ou en incorporant des porogènes lors de la fabrication de la membrane.
- La taille et la distribution des nanopores peuvent être adaptées pour atteindre l'équilibre souhaité entre le flux d'eau et le rejet de sel.
4. Composites RGO-MXène :
- Les MXènes sont une classe de carbures, nitrures ou carbonitrures de métaux de transition bidimensionnels. Ils possèdent d’excellentes propriétés de transport de l’eau et peuvent être combinés avec le RGO pour former des membranes composites.
- Les membranes RGO-MXene présentent une perméabilité à l'eau et un rejet de sel améliorés par rapport aux membranes RGO pures.
- Les effets synergiques entre les couches RGO et MXene améliorent l'hydrophilie de la membrane, l'espacement intercouche et les capacités de tamisage des ions.
5. Membranes hybrides :
- L'intégration du RGO avec d'autres matériaux, tels que les structures métallo-organiques (MOF), les nanotubes de carbone (CNT) ou les nanomatériaux polymères, peut aboutir à des membranes hybrides aux performances améliorées.
- Ces membranes hybrides combinent les avantages de différents matériaux, conduisant à une perméabilité à l'eau, une efficacité de rejet et des propriétés antisalissure améliorées.
6. Réduction des défauts et intégrité structurelle :
- Minimiser les défauts et garantir l'intégrité structurelle des membranes RGO sont essentiels pour obtenir une perméabilité à l'eau et des performances de rejet élevées.
- Des membranes sans défauts avec des structures continues et bien organisées peuvent empêcher efficacement les fuites d'eau et améliorer la stabilité globale de la membrane.
En mettant en œuvre ces stratégies, la perméabilité à l’eau et les performances de rejet des membranes RGO peuvent être considérablement améliorées, ce qui en fait des candidats prometteurs pour les applications de purification et de dessalement de l’eau.
