本文關(guān)鍵詞：氧化石墨烯復合膜的制備及其性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：氧化石墨烯由于其具有優(yōu)異的化學穩(wěn)定性,導電性,熱穩(wěn)定性等性能而被大家所廣泛關(guān)注。近幾年,人們發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯作為膜材料在膜分離領(lǐng)域表現(xiàn)出的超高的分離性能。由于其特殊的層狀結(jié)構(gòu),在實際分離過程中氧化石墨烯必須要負載到一定的基底上,因此基底的選擇對于氧化石墨烯應(yīng)用十分關(guān)鍵,本文主要采用的基底是氧化鋁載體管,這主要是氧化鋁載體具有良好的化學穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及耐酸、耐堿等優(yōu)點,可以應(yīng)用于十分苛刻的條件。采用熱涂敷的方法在多孔氧化鋁管式載體上制備納米二氧化硅涂層,從而改善氧化鋁管的孔尺寸及表面粗糙度。再采用抽真空的方法在修飾后的載體上制備氧化石墨烯分離膜。使用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)和紅外光譜(IR)對氧化石墨烯、二氧化硅涂層及復合分離膜進行了的結(jié)構(gòu)及形貌表征。結(jié)果表明,采用二氧化硅修飾后的載體有利于獲得致密的石墨烯膜。將所制備的氧化石墨烯膜應(yīng)用于染料和鹽的水溶液分離研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯膜對染料的截留率達到了99%以上,對鹽的截留率達到了50%以上,水的滲透通量達到0.5 kg/(m~2*h*bar)。研究發(fā)現(xiàn),氧化鋁作為基底時,載體表面的氧化石墨烯在水中放置一段時間很容易脫落,這對氧化石墨烯在液體分離方面的應(yīng)用具有很大的限制,通過多巴胺修飾載體,使得聚多巴胺成為載體與氧化石墨烯連接的紐帶,大大增強了氧化石墨烯與載體之間的結(jié)合力,使其在水中穩(wěn)定30天以上且性能基本上保持不變。聚合物膜在氣體分離膜領(lǐng)域具有很廣闊的應(yīng)用前景,然而聚合物作為分離膜時,選擇性較高,但是通量往往都比較小,這極大的限制的聚合物的實際應(yīng)用。矩陣膜主要是通過結(jié)合兩種材料性能來改善通量,通過提拉法制備了聚砜-氧化石墨烯矩陣膜,將所制備的矩陣膜應(yīng)用與氣體分離,研究發(fā)現(xiàn),當摻雜氧化石墨烯的量達到2%以上時,氣體通量相對于純膜都有了很明顯的增加,并且發(fā)現(xiàn)當摻雜氧化石墨烯的量達到3%的時候,通量比單純的聚砜膜提高了5倍,且選擇性基本保持不變。
【關(guān)鍵詞】：氧化石墨烯膜 多巴胺 截留率 通量 選擇性
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-30
• 1.1 引言10-11
• 1.2 氧化石墨烯簡介以及氧化石墨烯膜的制備11-14
• 1.2.1 氧化石墨烯的簡介11-12
• 1.2.2 氧化石墨烯膜的制備12-14
• 1.3 氧化石墨烯膜的傳質(zhì)分析14-19
• 1.3.1 氧化石墨烯膜氣體以及水分子的傳質(zhì)機理14-16
• 1.3.2 氧化石墨烯膜對離子的分離機理16-19
• 1.4 氧化石墨烯膜實際分離過程19-24
• 1.4.1 壓力過濾19-20
• 1.4.2 滲透蒸發(fā)20-21
• 1.4.3 氣體方面的分離21-23
• 1.4.4 氧化石墨烯膜分離過程小結(jié)23-24
• 1.5 PSF-GO雜化膜24-28
• 1.5.1 氣體分離膜的簡介24
• 1.5.2 氣體膜分離的應(yīng)用24-25
• 1.5.3 聚合物分離膜以及復合膜介紹25-28
• 1.6 本課題的研究的目的、意義及主要內(nèi)容28-30
• 1.6.1 本課題研究的目的及意義28
• 1.6.2 本課題研究的主要任務(wù)28-30
• 2、Al_2O_3-SiO_2-氧化石墨烯復合膜的制備及液體分離性能的研究30-39
• 2.1 引言30
• 2.2 實驗原料，實驗器材以及表征手段30-33
• 2.2.1 實驗原料30-31
• 2.2.2 實驗儀器31
• 2.2.3 氧化石墨烯以及氧化石墨烯膜性能的表征31-33
• 2.3 二氧化硅修飾載體以及氧化石墨烯膜的制備33
• 2.4.結(jié)果與討論33-39
• 2.4.1 氧化石墨烯材料的性質(zhì)表征33-35
• 2.4.2 氧化石墨烯膜的親水性分離35
• 2.4.3 載體以及氧化石墨烯膜的掃描電鏡表征35-36
• 2.4.4 氧化石墨烯膜的拉曼分析36-37
• 2.4.5 氧化石墨烯膜的分離性能的研究37-39
• 2.5.結(jié)論39
• 3 Al_2O_3-多巴胺-氧化石墨烯膜的制備及其性能研究39-46
• 3.1 引言39-40
• 3.2 實驗原料與實驗器材40-41
• 3.2.1 實驗儀器40
• 3.2.2 實驗試劑40-41
• 3.3 氧化石墨烯膜的制備41-43
• 3.4 結(jié)果與討論43-46
• 3.4.1 修飾后載體管直觀形貌的分析43
• 3.4.2 紅外表征43-44
• 3.4.3 SEM表征44-45
• 3.4.4 氧化石墨烯膜水中穩(wěn)定性測試45
• 3.4.5 功能化后氧化石墨烯膜滲透實驗45-46
• 3.5 結(jié)論46
• 4 聚砜-氧化石墨烯復合膜的制備及氣體分離性能的研究46-56
• 4.1 引言46-47
• 4.2 實驗原料,實驗器材,測試方法47-50
• 4.2.1 實驗儀器47-48
• 4.2.2 實驗藥品48-49
• 4.2.3 測試方法49-50
• 4.3 PSF-GO雜化膜的制備50-51
• 4.4 結(jié)果與討論51-55
• 4.4.1 拉曼測試51-52
• 4.4.2 紅外測試52
• 4.4.3 PSF-GO雜化膜的截面圖52-53
• 4.4.4 單純的氧化石墨烯膜進行滲透實驗53-54
• 4.4.5 單純的PSF膜進行氣體分離性能測試54-55
• 4.4.6 PSF-GO雜化膜的測試55
• 4.5 結(jié)論55-56
• 5 結(jié)論56-57
• 參考文獻57-66
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文以及所取得的研究成果66-67
• 致謝67-68

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王浩;王建華;;中國水資源與可持續(xù)發(fā)展[J];中國科學院院刊;2012年03期

2 王志斌;楊宗偉;邢曉林;高朝祥;褚良銀;陳文梅;;膜分離技術(shù)應(yīng)用的研究進展[J];過濾與分離;2008年02期

  本文關(guān)鍵詞：氧化石墨烯復合膜的制備及其性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：300310