界面聚合制備氧化石墨烯氣體分離復合膜研究.pdf

1、利用納米材料為填料制備高性能復合膜是目前膜技術發(fā)展領域的研究熱點。為了提高復合膜的氣體分離性能，本文以氧化石墨烯（graphene oxide,GO）為納米填料制備氣體分離復合膜。采用超聲裁剪調(diào)控純水中GO尺寸，通過二胺原位改性控制GO層間距，采用界面聚合制膜，從而在膜中構筑適宜氣體分離的通道，提高膜的氣體分離性能。
　　首先，為了有效控制GO片層的尺寸，我們采用超聲在純水中裁剪GO，制得尺寸可控的納米單層GO。研究了超聲裁剪過程

2、對GO含氧官能團的影響，結果表明超聲裁剪不影響GO片層上含氧官能團的種類，但會顯著改變GO片層上含氧官能團的含量?；趯嶒灲Y果，提出了超聲裁剪GO片層的機理。
　　然后，利用4,7,10-三氧-1,13-癸烷二胺（DGBAmE）對水溶液中的GO進行改性。DGBAmE的胺基基團在加熱的條件下可以與GO的羧酸基團、環(huán)氧基團發(fā)生化學反應，從而以共價鍵結合在GO片層中，調(diào)控GO層間距。紅外光譜（FTIR）和X射線光電子能譜（XPS）表征結

3、果表明，DGBAmE與GO發(fā)生了化學反應；X射線衍射（XRD）結果表明改性后GO層間距增大，證實改性過程成功調(diào)控了GO層間距。
　　最后，以改性后的GO溶液為水相，以均苯三甲酰氯（TMC）的正己烷溶液為有機相，采用界面聚合制備GO復合膜?？疾炝薌O片層尺寸、GO原位改性、以及改性溫度等條件對膜氣體分離性能的影響。結果表明，直徑為70nm的較小尺寸GO可以有效提高復合膜的氣體分離性能；經(jīng)過原位改性后，GO層間距更適宜氣體分離，膜的C