黏土矿物膜的制备及其功能化应用的研究进展

摘要

黏土矿物膜因其独特的纳米通道结构、高比表面积、优异的化学稳定性以及环境友好型的膜材料，在水处理、分子分离、能源存储等领域展现出重要的应用价值。研究发现，通过剥离技术可将黏土矿物层状结构解离为单层纳米片，并借助可控堆叠技术制备出具有自支撑和柔韧性的膜材料。这一技术突破为基于二维纳米材料的重组层状膜开发提供了新的研究思路。本文系统综述了黏土矿物制备层状膜的研究进展，首先概述了黏土矿物纳米片的剥离方法；重点介绍了黏土矿物膜的主要制备策略，并对比分析不同方法的工艺特点和局限性；然后深入探讨了黏土矿物膜的独特功能特性调控机制，包括表面润湿性、渗透性、溶胀性、自修复能力；最后总结了黏土矿物膜在分子筛分、离子选择性传输和纳米流体能量转换等应用领域中的研究进展。基于现有研究，本文进一步展望了黏土矿物膜规模化制备面临的挑战及其未来发展方向。

关键词

黏土矿物膜 / 层状膜 / 二维纳米片 / 离子传输 / 分子分离

基金资助

江西省教育厅科学技术研究项目（GJJ150903）; 景德镇市科技计划项目（20202GYZD013-16,20234SF002）; 广东省重点实验室项目（GLMPM-045）; 江西省国际科技合作项目（20212B DH80005）