氧化石墨烯、石墨烯的制備及其功能復(fù)合膜研究.pdf

1、自2004年石墨烯(Graphene)被成功制得以來,因具有特殊的物理、化學(xué)及力學(xué)性質(zhì),使其成為備受矚目的國際研究前沿和熱點(diǎn),在眾多領(lǐng)域有著潛在的巨大應(yīng)用價(jià)值。本文首先制備了氧化石墨烯和石墨烯,然后以它們?yōu)樵现苽淞司酆衔锕δ軓?fù)合膜,并對復(fù)合膜的性能進(jìn)行了研究。
　　首次利用濃硫酸作為脫氧劑脫氧還原氧化石墨烯制備了石墨烯。研究結(jié)果表明,隨反應(yīng)溫度和反應(yīng)液中硫酸濃度的增大,石墨烯的還原程度增強(qiáng)。硫酸濃度是決定還原程度的關(guān)鍵因素,只有

2、濃度大于70wt％時(shí),氧化石墨烯才能被還原的比較徹底。
　　利用制得的石墨烯制備了PVDF/Graphene導(dǎo)電復(fù)合膜。研究結(jié)果顯示,隨石墨烯含量的增加,復(fù)合膜的斷面出現(xiàn)越來越多鱗片狀斷茬結(jié)構(gòu)。復(fù)合膜的斷裂強(qiáng)度在石墨烯添加量為0.5wt%時(shí)達(dá)到最大值,比純膜增大34.2%。石墨烯添加量為lwt%時(shí)達(dá)到復(fù)合膜的導(dǎo)電滲流閥值,電導(dǎo)率為O.OOIS/m。
　　首次將氧化石墨烯片層摻雜到較高磺化度(DS=67%)的SPEEK中制備了

3、復(fù)合質(zhì)子交換膜。研究表明,氧化石墨烯的加入,提高了復(fù)合膜的尺寸穩(wěn)定性,并且復(fù)合膜的阻醇性能和可使用溫度都得到顯著地提高。使用溫度的提高使SPEEK高電導(dǎo)率的特性得以發(fā)揮。
　　利用甲基磺酸作溶劑,采用浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法首次制備了不同磺化度的SPEEK超濾膜。研究發(fā)現(xiàn),膜的含水率、溶脹度及膜表面孔徑隨磺化度的升高而增大。膜的純水通量隨磺化度的升高明顯增加,磺化度為60%的膜的純水通量比磺化度為12%的膜提高了220.g%。超濾膜對BS

4、A有較高的截留性能,而PEG-20K及Rose Bengal的截留率卻隨磺化度的增大而明顯下降。在過濾BSA溶液過程中,由于BSA分子在過程驅(qū)動(dòng)力的作用下沉積在SPEEK超濾膜的表面或進(jìn)入膜孔內(nèi),從而使膜的滲透通量與純水通量相比下降非常明顯。此外,膜的滲透通量還與進(jìn)料液的pH有關(guān)。堿性環(huán)境下,BSA與SPEEK超濾膜的電荷排斥作用增強(qiáng),使得 BSA不易在膜表面沉積,從而使膜保持較高的滲透通量。
　　首次制備了磺化度為7%的SPEE