氧化石墨烯納米復(fù)合膜研究.pdf

1、近年來(lái)，隨納米科技的不斷發(fā)展，將納米材料用于制備高性能復(fù)合膜已成為膜技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)前沿研究方向。本文首次將氧化石墨烯（graphene oxide）用于氧化石墨烯/聚砜（PSf）復(fù)合超濾膜和氧化石墨烯/Nafion復(fù)合質(zhì)子交換膜的制備，并分別對(duì)其性能進(jìn)行了研究。 采用改進(jìn)的Hummers法與超聲波作用聯(lián)合制得氧化石墨烯。研究表明，制得的氧化石墨烯表面較粗糙，不全是單片層結(jié)構(gòu)，存在幾個(gè)單片層的疊加；在水、溶劑NMP和DMAc中能依

2、靠靜電排斥作用較好地分散；與氧化石墨相比，其化學(xué)結(jié)構(gòu)無(wú)較明顯差異，說(shuō)明超聲作用并沒(méi)有破壞片層表面的含氧官能團(tuán)，只是使片層剝離；其具有較好的熱穩(wěn)定性，完全失重溫度可達(dá)630℃；基本不傳導(dǎo)電子，為絕緣體，電導(dǎo)率為1.74×10-9S/m；有一定的質(zhì)子傳導(dǎo)能力，30℃時(shí)的質(zhì)子電導(dǎo)率為6.85×10-5S/cm。 采用浸沒(méi)相轉(zhuǎn)化法制備出氧化石墨烯/聚砜復(fù)合超濾膜。研究結(jié)果顯示，氧化石墨烯能顯著改變聚砜膜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，影響膜的孔隙率和平均孔

3、徑，且當(dāng)其含量較高時(shí)，膜內(nèi)出現(xiàn)橫向孔；復(fù)合膜的膜面接觸角減小，親水性能得到改善；純水通量最高可達(dá)聚砜膜的2.3倍，對(duì)BSA的截留率沒(méi)有明顯下降，均維持在85％以上；機(jī)械強(qiáng)度顯著提高，最高可達(dá)聚砜膜的2倍，且這種效果在致密膜中能更好地體現(xiàn)；復(fù)合膜顯現(xiàn)出同聚砜膜相似的耐熱性能。 制備出氧化石墨烯/Nafion復(fù)合質(zhì)子交換膜。研究結(jié)果顯示，復(fù)合膜具有良好的熱穩(wěn)定性能，隨氧化石墨烯含量的增加，更利于膜在高溫下保持尺寸穩(wěn)定性；其膜表面接觸