石墨烯復(fù)合吸油與分離功能材料.pdf

1、石墨烯(Graphene)是一種單原子厚度的二維碳納米材料，具有優(yōu)良的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)性能以及疏水親油特性。本文圍繞石墨烯疏水親油特性，將石墨烯與不同基質(zhì)復(fù)合，制備出一系列石墨烯復(fù)合吸油與分離功能材料。
　　首先，以棉布為基體，通過(guò)非溶劑擴(kuò)散法和凍干法將聚甲基丙烯酸丁酯(PBMA)與石墨烯負(fù)載于棉纖維表面，制備出可用于油水分離的PBMA/石墨烯復(fù)合吸油材料(Ge-PCt)，對(duì)其微觀形貌、疏水親油性及力學(xué)性能等進(jìn)行表征。結(jié)果表明，G

2、e-PCt具有疏水超親油特性，對(duì)純水和煤油的接觸角分別為128.9°和0°;相較于棉布，Ge-PCt的斷裂強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)均有所減小;將Ge-PCt置于自制的油水分試驗(yàn)裝置中，加入油水混合物，可實(shí)現(xiàn)對(duì)油水體系的連續(xù)分離。
　　其次，以聚偏氟乙烯(PVDF)為成膜聚合物，石墨烯(Ge)、疏水二氧化硅為添加劑、鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)為成孔劑、N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)為溶劑調(diào)制鑄膜液，采用涂覆法與NIPS法在聚對(duì)苯二甲酸乙二酯

3、-聚酰胺(PET-PA)無(wú)紡布表面構(gòu)筑分離層，制備了無(wú)紡布增強(qiáng)型PVDF/石墨烯復(fù)合吸油膜(NR-PGM)，分析并討論了其形貌、疏水親油性及力學(xué)性能等。結(jié)果表明，NR-PGM具有疏水超親油特性，對(duì)水和煤油的接觸角分別為95.4°和0°，純水滲透壓可達(dá)0.14MPa，對(duì)煤油通量可達(dá)118.22L/m2h。隨鑄膜液中PVDF濃度增大，吸油膜的厚度、純水滲透壓逐漸增大，對(duì)煤油通量逐漸減小。將吸油膜繞制于多孔中空管，制得吸油膜中空管(OM-T)

4、，并將其與管路及懸浮裝置連接，制得吸油膜中空管組件(OM-U)。OM-T與OM-U可以在負(fù)壓驅(qū)動(dòng)下對(duì)油水混合物進(jìn)行連續(xù)分離，且分離效率分別可達(dá)97.6％與95.1％，十次循環(huán)使用后，分離效率仍保持在95％與90％以上。
　　最后，采用浸漬法將石墨烯負(fù)載于聚氨酯海綿骨架表面，并通過(guò)浸漬聚二甲基硅氧烷(PDMS)來(lái)增加石墨烯與聚氨酯海綿間的結(jié)合牢度，制備了石墨烯基聚氨酯吸油海綿(P-GPU)，分析并討論了其形貌、疏水親油性及吸油性能等