Melhorar a permeabilidade à água e o desempenho de rejeição das membranas de óxido de grafeno (RGO) é crucial para sua aplicação em processos de purificação e dessalinização de água. Aqui estão algumas estratégias para melhorar o desempenho das membranas RGO:

1. Otimizando o espaçamento entre camadas:
- Aumentar o espaçamento entre camadas entre as folhas RGO pode facilitar o transporte de água, fornecendo mais caminhos para a passagem das moléculas de água. Isto pode ser conseguido intercalando íons ou moléculas entre as camadas RGO.
- A incorporação de grupos funcionais hidrofílicos, como grupos hidroxila (-OH) ou carboxila (-COOH), na estrutura RGO pode aumentar a absorção de água e melhorar a permeabilidade à água.

2. Funcionalização de superfície:
- A funcionalização da superfície RGO com grupos carregados positivamente, como sais de amônio quaternário, pode melhorar a repulsão eletrostática entre a membrana e íons carregados negativamente, levando a uma maior rejeição de sais e outras espécies carregadas.
- O enxerto de polímeros zwitteriônicos ou hidrofílicos na superfície do RGO pode criar uma camada de hidratação que reduz a interação entre a membrana e os incrustantes, mitigando assim a incrustação da membrana e mantendo a alta permeabilidade à água.

3. Criando Nanocanais e Poros:
- A introdução de nanocanais ou poros na estrutura da membrana RGO pode aumentar significativamente a permeabilidade à água sem comprometer o desempenho de rejeição. Isto pode ser conseguido através de ataque controlado ou incorporando porógenos durante a fabricação da membrana.
- O tamanho e a distribuição dos nanoporos podem ser adaptados para atingir o equilíbrio desejado entre o fluxo de água e a rejeição de sal.

4. Compostos RGO-MXene:
- MXenes são uma classe de carbonetos, nitretos ou carbonitretos de metais de transição bidimensionais. Eles possuem excelentes propriedades de transporte de água e podem ser combinados com RGO para formar membranas compostas.
- As membranas RGO-MXene apresentam melhor permeabilidade à água e rejeição de sal em comparação com membranas RGO puras.
- Os efeitos sinérgicos entre as camadas RGO e MXene melhoram a hidrofilicidade da membrana, o espaçamento entre camadas e as capacidades de peneiramento de íons.

5. Membranas Híbridas:
- A integração do RGO com outros materiais, como estruturas metal-orgânicas (MOFs), nanotubos de carbono (CNTs) ou nanomateriais poliméricos, pode resultar em membranas híbridas com desempenho aprimorado.
- Essas membranas híbridas combinam as vantagens de diferentes materiais, levando a uma melhor permeabilidade à água, eficiência de rejeição e propriedades antiincrustantes.

6. Redução de defeitos e integridade estrutural:
- Minimizar defeitos e garantir a integridade estrutural das membranas RGO são cruciais para alcançar alta permeabilidade à água e desempenho de rejeição.
- Membranas livres de defeitos com estruturas contínuas e bem organizadas podem prevenir eficazmente o vazamento de água e melhorar a estabilidade geral da membrana.

Ao implementar essas estratégias, a permeabilidade à água e o desempenho de rejeição das membranas RGO podem ser significativamente melhorados, tornando-as candidatas promissoras para aplicações de purificação e dessalinização de água.