界面聚合制備氧化石墨烯氣體分離復(fù)合膜研究.pdf

1、利用納米材料為填料制備高性能復(fù)合膜是目前膜技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。為了提高復(fù)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(fù)合膜。采用超聲裁剪調(diào)控純水中GO尺寸，通過(guò)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(gòu)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(guò)程

2、對(duì)GO含氧官能團(tuán)的影響，結(jié)果表明超聲裁剪不影響GO片層上含氧官能團(tuán)的種類(lèi)，但會(huì)顯著改變GO片層上含氧官能團(tuán)的含量?；趯?shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了超聲裁剪GO片層的機(jī)理。
　　然后，利用4,7,10-三氧-1,13-癸烷二胺（DGBAmE）對(duì)水溶液中的GO進(jìn)行改性。DGBAmE的胺基基團(tuán)在加熱的條件下可以與GO的羧酸基團(tuán)、環(huán)氧基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而以共價(jià)鍵結(jié)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(jié)

3、果表明，DGBAmE與GO發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)；X射線衍射（XRD）結(jié)果表明改性后GO層間距增大，證實(shí)改性過(guò)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(jī)相，采用界面聚合制備GO復(fù)合膜。考察了GO片層尺寸、GO原位改性、以及改性溫度等條件對(duì)膜氣體分離性能的影響。結(jié)果表明，直徑為70nm的較小尺寸GO可以有效提高復(fù)合膜的氣體分離性能；經(jīng)過(guò)原位改性后，GO層間距更適宜氣體分離，膜的C