【摘 要】
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膜技术是一种高效节能的分离技术。氧化石墨烯(GO)因具有天然的纳米孔道结构被认为是制备下一代分离膜的首选材料。然而,由于GO具有自吸水性,在湿润环境下强度低,孔道膨胀,使
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膜技术是一种高效节能的分离技术。氧化石墨烯(GO)因具有天然的纳米孔道结构被认为是制备下一代分离膜的首选材料。然而,由于GO具有自吸水性,在湿润环境下强度低,孔道膨胀,使其应用受到一定的限制。物理包覆和化学交联是克服GO稳定性差的有效方法。物理包覆可以有效限制GO的吸水膨胀过程,因此实现纳米片之间的紧密排列是提高GO膜分离效率的关键。本文通过界面自组装法制备了具有紧密结构的GO自支撑膜,实验发现,由于界面自组装过程足纳米片逐步脱水、逐步组装的过程,可以实现更加紧密规整的层间结构。与普通GO膜相比,该GO膜层间距缩减了 0.05nm左右。自组装膜的分离性能和渗透性能测试结果表明,在化学环境无明显变化的情况下,60℃和70°℃组装的GO膜表现出了较高分离效率和渗透速率,原因在于其结构更加规整,有利于水分子的渗透和对水和离子的筛分。化学交联是提高GO膜强度的重要方法,但化学交联容易导致GO膜亲水性和渗透性能的下降。本文以醋酸纤维素膜(CA)为基底,以碳酰二胺(UR)为交联剂,在氢氧化钠(NaOH)的催化下,通过真空抽滤法制备了交联GO复合膜GO-UR/CA。实验发现,使用UR交联的GO还原度低,在一定程度上保持了交联前GO的亲水性,其水通量无明显降低。由于交联后依然保持较高的含氧量且交联的UR中羰基的引入使得GO-UR/CA膜中的“自山空间”较小,增强了物理筛分作用,提高了离子截留率。这·发现为制备高效的GO分离膜提供了一种全新思路。
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