本文關(guān)鍵詞：自組裝氧化石墨烯納濾膜制備及其脫鹽性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國海洋大學(xué)》 2015年

自組裝氧化石墨烯納濾膜制備及其脫鹽性能研究

魏怡  

【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,社會(huì)對環(huán)保問題日漸關(guān)注,尤其是水資源安全問題,一直是國家、企業(yè)、民眾關(guān)注的重點(diǎn)。膜分離技術(shù)已成為一種應(yīng)用廣泛的高效、節(jié)能的水處理技術(shù),而決定膜分離技術(shù)水平的關(guān)鍵就是膜分離材料的性能。納米材料作為分離膜材料的改性物質(zhì),一直是科研工作者的研究重點(diǎn)。近年來,石墨烯這種二維納米材料的發(fā)展取得了驚人的進(jìn)步,而氧化石墨烯由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能,在膜分離材料制備方面得到了極大的關(guān)注。本文采用Hummers法制備氧化石墨,超聲剝離后得到氧化石墨烯溶液,使用原子力顯微鏡、X射線衍射光譜、紅外光譜、拉曼光譜和X射線光電子能譜對石墨烯進(jìn)行表征測試,并采用壓力輔助層層自組裝法制備氧化石墨烯膜,對其進(jìn)行分離性能評價(jià)與表征測試。結(jié)果表明采用Hummers法制備的氧化石墨烯大部分為單層,厚度在0.8nm左右;壓力輔助自組裝法可以得到具有明顯層狀結(jié)構(gòu)的氧化石墨烯膜,并表現(xiàn)出明顯的納濾膜特征,膜對硫酸鈉的脫鹽率在2000ppm、25℃、IMPa下可以達(dá)到70%以上,同等條件下對氯化鈉的脫鹽率達(dá)到30%以上,膜的通量隨著氧化石墨烯功能層厚度的增加以及氧化程度的降低而減小,脫鹽率隨之增加。另外,通過增加氧化石墨烯的超聲處理強(qiáng)度,可以在一定程度上提高膜的通量,升高料液溫度也可以顯著提升膜的滲透性能,而且脫鹽率保持不變。由于氧化石墨烯的柔性以及壓力輔助自組裝法的特點(diǎn),所制備的氧化石墨烯納濾膜內(nèi)部存在許多大尺寸通道,導(dǎo)致膜的脫鹽性能不如理論估計(jì)水平。在壓力的持續(xù)作用下,膜的通量呈指數(shù)下降趨勢,且壓力越大通量的衰減量越大,壓密之后膜的脫鹽率也會(huì)有一定程度的提高,證明了大尺寸水通道在壓力下的尺寸變化。壓力輔助自組裝法制備的氧化石墨烯納濾膜主要依靠水通道的篩分效應(yīng)以及氧化石墨烯上含氧官能團(tuán)的電荷效應(yīng)進(jìn)行脫鹽,膜的功能層厚度、水通道數(shù)量、氧化石墨烯的氧化程度均能對膜的性能產(chǎn)生影響。在脫鹽率不變的情況下,膜在高溫環(huán)境中具有更好的滲透性能,表現(xiàn)出很好的高溫料液脫鹽處理的應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ051.893
【目錄】：

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