膜分離技術(shù)是新一代的分離技術(shù),具有經(jīng)濟(jì)、清潔和設(shè)備體量小等優(yōu)勢。膜是膜分離技術(shù)的核心,但目前分離膜受到trade-off效應(yīng)的限制,很難實(shí)現(xiàn)通量與選擇性俱佳。因此有必要開發(fā)新型的膜材料以克服這一挑戰(zhàn)。石墨烯基材料作為一種性能優(yōu)異的新材料,具有超薄的厚度,優(yōu)異的機(jī)械性能及穩(wěn)定的化學(xué)性能,成為了膜分離領(lǐng)域的新的研究熱點(diǎn)。氧化石墨烯（GO）作為石墨烯的一種重要的衍生物,具有易分散,易修飾和可大規(guī)模制備等優(yōu)點(diǎn),因此以GO為原料制備的層層自組裝膜具有更好的應(yīng)用前景。而對(duì)GO進(jìn)行適當(dāng)?shù)男揎椧愿纳茖娱g通道的物理化學(xué)性能,可以獲得滲透分離性能更佳的GO膜。本文用2-甲基咪唑?qū)O片層進(jìn)行了柱撐,然后分別通過蒸發(fā)分散劑法和壓力輔助層層自組裝法制備了咪唑柱撐的rGO（rGO-MeIm）膜。通過多種手段對(duì)膜的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。分別測試了膜的氣體和離子滲透性能后得到以下結(jié)果:1、采用蒸發(fā)分散劑法可以得到結(jié)構(gòu)完整的rGO-MeIm膜,所得到的膜經(jīng)過熱處理后有部分片層得到了有效的柱撐。rGO-MeIm膜的氣體通量隨著MeIm的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而增大,H₂/CO₂和H

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 文獻(xiàn)綜述
    1.1 氣體與離子膜分離技術(shù)
        1.1.1 膜分離技術(shù)
        1.1.2 氣體分離膜
        1.1.3 離子分離膜
    1.2 石墨烯基材料
        1.2.1 石墨烯的性質(zhì)
        1.2.2 石墨烯的制備
        1.2.3 石墨烯的應(yīng)用
    1.3 石墨烯基分離膜
        1.3.1 石墨烯基分離膜的主要研究方向
        1.3.2 石墨烯氣體分離膜
        1.3.3 石墨烯離子分離膜
    1.4 本論文研究背景、內(nèi)容及意義
2 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及原料
    2.2 氧化石墨的制備
    2.3 GO,rGO及rGO-MeIm膜的制備
        2.3.1 GO,rGO和rGO-MeIm分散液的制備
        2.3.2 GO、rGO和rGO-MeIm的制備
    2.4 GO,rGO及 rGO-MeIm膜的微觀結(jié)構(gòu)表征
        2.4.1 原子力顯微鏡(AFM)
        2.4.2 傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)
        2.4.3 場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)
        2.4.4 X射線粉末衍射(XRD)
        2.4.5 元素分析測試
        2.4.6 X射線光電子能譜測試(XPS)
        2.4.7 拉曼光譜測試
        2.4.8 熱重分析(TG)
        2.4.9 電感耦合等離子體(ICP)測試
    2.5 GO,rGO及rGO-MeIm膜的滲透性能測試
        2.5.1 氣體滲透性能測試
        2.5.2 離子滲透性能測試
3 自支撐rGO-MeIm膜的微觀結(jié)構(gòu)與氣體滲透性能
    3.1 膜的宏觀形貌
    3.2 膜的微觀結(jié)構(gòu)表征
    3.3 膜的氣體滲透性能
    3.4 本章小結(jié)
4 壓力輔助自組裝rGO-MeIm膜的微觀結(jié)構(gòu)與氣體滲透性能
    4.1 以PVDF為支撐體的rGO-MeIm膜
        4.1.1 膜的宏觀形貌
        4.1.2 膜的微觀結(jié)構(gòu)表征
        4.1.3 膜的氣體滲透性能
    4.2 以PES為支撐體的rGO-MeIm膜
        4.2.1 膜的宏觀形貌
        4.2.2 膜的微觀結(jié)構(gòu)表征
        4.2.3 膜的氣體滲透性能
        4.2.4 不同自組裝方法對(duì)膜的氣體滲透性能的影響
    4.3 本章小結(jié)
5 壓力輔助自組裝rGO-MeIm膜的離子滲透性能
    5.1 離子滲透測試中的宏觀現(xiàn)象
    5.2 膜的離子滲透性能
        5.2.1 GO膜和rGO膜的離子滲透性能
        5.2.2 rGO-MeIm膜的離子滲透性能
    5.3 rGO-MeIm膜的離子滲透機(jī)理討論
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3295131