氧化石墨烯-多孔陶瓷復(fù)合膜的制備及表征.pdf

1、近年來(lái)，隨著食品加工、生物制藥、海水淡化工業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)廢水的排放已對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，對(duì)其凈化處理的意義十分重大。膜分離技術(shù)是處理廢水最為有效的方法之一，而膜材料的選擇與制備也至關(guān)重要。目前，無(wú)機(jī)膜材料中的多孔陶瓷膜，在膜分離方面具有良好滲透性能，但主要問(wèn)題在于孔隙率高，對(duì)流體阻力小，選擇分離性差。而氧化石墨烯作為二維碳納米材料，其自身具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、柔韌性及疏水性，與多孔陶瓷復(fù)合可有效的解決其自身存在的問(wèn)題。因此，本文以多孔

2、陶瓷膜為支撐體，氧化石墨烯為膜材料，利用不同方法成功制備出氧化石墨烯/多孔陶瓷復(fù)合膜材料，該復(fù)合膜材料能有效改善多孔陶瓷膜的選擇分離性。
　?。?）以天然石墨及膨脹石墨為原材料，利用 Hummers法制備氧化石墨烯，并通過(guò) TEM表征手段對(duì)兩種原材料微觀形貌進(jìn)行分析，結(jié)果表明：膨脹石墨制得氧化石墨烯結(jié)構(gòu)疏松，片層間形成較大孔隙且不易發(fā)生團(tuán)聚。通過(guò) AFM表征手段測(cè)定了氧化石墨烯片徑大小，結(jié)果表明：兩種不同原材料制得氧化石墨烯片徑大

3、小無(wú)明顯變化。通過(guò) XRD表征手段對(duì)氧化石墨烯氧化程度進(jìn)行分析。結(jié)果表明：膨脹石墨制得氧化石墨烯氧化程度更高，更宜作為復(fù)合膜材料。
　?。?）使用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)多孔陶瓷進(jìn)行改性并以此為支撐體，以殼聚糖與納米硅溶膠的混合溶液作為氧化石墨烯改性液，利用浸漬提拉法制備親水性氧化石墨烯/多孔陶瓷復(fù)合膜。采用 XRD、SEM等表征手段分析納米硅溶膠對(duì)氧化石墨烯性質(zhì)變化的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：殼聚糖改性后的氧化石墨烯自身性質(zhì)未發(fā)生變化，且殼聚糖分

4、散于 GO片層中抑制了 GO的團(tuán)聚。同時(shí)采用 SEM及表面接觸角等表征手段分析膜厚度對(duì)復(fù)合膜滲透性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，氧化石墨烯經(jīng)改性后，其膜層間距變大，膜厚在12~20μm之間，且隨膜厚增大其選擇滲透性減弱。
　?。?）采用高溫還原法制得石墨烯，通過(guò)物理沉積法、物理氣相沉積等多種制備方法得到石墨烯/多孔陶瓷復(fù)合膜。采用 XRD、SEM及表面接觸角等表征手段對(duì)石墨烯的還原程度及石墨烯復(fù)合膜穩(wěn)定性、疏水性能進(jìn)行分析。結(jié)果表明：石墨