以改進Hummers法制備的氧化石墨烯（GO）和氧化改性碳納米管（CNT）為原料,按照不同質(zhì)量比混合后,通過超聲分散→離心→真空抽濾制備了氧化石墨烯/改性碳納米管復(fù)合膜,分析了復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)、組成和形貌,并測試了該復(fù)合膜分離水中Pb²⁺的效果。結(jié)果表明:該復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)呈片層狀,改性CNT進入GO的層間使其層間距增大,且增加了膜層缺陷;當GO和改性CNT的質(zhì)量比由1…2增至1…0時,復(fù)合膜的Pb²⁺截留率由85%快速增至99%以上,水通量則由550×10^-5 L·m^-2·h^-1·Pa^-1降至35×10^-5 L·m^-2·h^-1·Pa^-1;GO和改性CNT質(zhì)量比為1…1時制備的復(fù)合膜性能較佳,Pb²⁺截留率達到99%以上,水通量達到518×10^-5 L·m^-2·h^-1·Pa^-1

【文章來源】：機械工程材料. 2017年10期 第33-37+102頁 北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

圖２ＧＯ的ＡＦＭ形貌Ｆｉｇ．２ＡＦＭｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆＧＯ

ｉｃｏｖｉｅｗ軟件測得ＧＯ單片的厚度大約為１．６ｎｍ。圖２ＧＯ的ＡＦＭ形貌Ｆｉｇ．２ＡＦＭｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆＧＯ不同配比ＧＯ／改性ＣＮＴ復(fù)合膜的截面形貌相似，因此僅以ｍＧＯ…ｍＣＮＴ＝１…１為例進行說明。由圖３可以看出，ＧＯ／改性ＣＮＴ復(fù)合膜內(nèi)部呈片層狀，ＧＯ片層間交錯分布著改性ＣＮＴ（圖中箭頭所指）。這說明改性ＣＮＴ作為納米楔子嵌入到了ＧＯ層間，這些網(wǎng)格所形成的空位可以成為過濾分離時水分子通過的通道。圖３ＧＯ／改性ＣＮＴ復(fù)合膜的截面ＳＥＭ形貌Ｆｉｇ．３Ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎａｌＳＥＭｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆＧＯ／ｍｏｄｉｆｉｅｄＣＮＴｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｅｍｂｒａｎｅ２．２ＧＯ、改性ＣＮＴ和ＧＯ／改性ＣＮＴ復(fù)合膜結(jié)構(gòu)不同配比ＧＯ／改性ＣＮＴ復(fù)合膜的微觀結(jié)構(gòu)相似，因此僅以ｍＧＯ…ｍＣＮＴ＝１…１為例進行說明。由圖４可以看出：ＧＯ的（００１）衍射峰位于２θ＝１１．０２°，峰強較高、峰形較尖，說明ＧＯ結(jié)構(gòu)的有序度好，改性ＣＮＴ在２θ＝２６．０５°處存在石墨的特征衍射峰；ＧＯ／改性ＣＮＴ復(fù)合膜的（００１）衍射峰位于３５

王艷春，等：氧化石墨烯／改性碳納米管復(fù)合膜的制備及其分離水中Ｐｂ２＋的效果圖８不同配比ＧＯ／改性ＣＮＴ復(fù)合膜的水通量Ｆｉｇ．８ＷａｔｅｒｐｅｒｍｅａｔｉｏｎｏｆＧＯ／ｍｏｄｉｆｉｅｄＣＮＴｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｅｍｂｒａｎｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｓｓｒａｔｉｏｓ距變大，使復(fù)合膜中的水流通道變多；改性ＣＮＴ含量越高，復(fù)合膜層間的水流通道也就越多，水通量就越大。綜上可見，當ｍＧＯ…ｍＣＮＴ為１…２時，復(fù)合膜的水通量最大，其Ｐｂ２＋截留率最校綜合考慮截留率和水通量兩個指標，當ｍＧＯ…ｍＣＮＴ為１…１時制備的復(fù)合膜性能較佳，Ｐｂ２＋截留率達到９９％以上，水通量較高，為５１８×１０－５Ｌ·ｍ－２·ｈ－１·Ｐａ－１。３結(jié)論（１）以Ｈｕｍｍｅｒｓ法制備的ＧＯ和改性ＣＮＴ為原料，通過超聲分散、離心并經(jīng)真空抽濾后，制備得到ＧＯ／改性ＣＮＴ復(fù)合膜；該復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)呈片層狀，改性ＣＮＴ進入ＧＯ的層間使其層間距增大，且膜層的缺陷變多。（２）當ＧＯ和改性ＣＮＴ的質(zhì)量比由１…１增至１…０時，復(fù)合膜的Ｐｂ２＋截留率均在９９％以上，當二者質(zhì)量比為１…２時，Ｐｂ２＋截留率下降至８５％左右；當ＧＯ和改性ＣＮＴ的質(zhì)量比由１…２增至１…０時，復(fù)合膜的水通量由５５０×１０－５Ｌ·ｍ－２·ｈ－１·Ｐａ－１降至３５×１０－５Ｌ·ｍ－２·ｈ－１·Ｐａ－１；綜合考慮截留率和水通量兩個指標，ＧＯ和改性ＣＮＴ


本文編號：2908058