氧化石墨烯改性雙極膜中間層的制備與表征.pdf

1、雙極膜是新型復合膜，通過反向電壓，水在雙極膜的界面層發(fā)生分解，分解生成了H+和OH-并通過陽、陰膜遷移到溶液中。此工藝過程簡單，廢物排放少，因此雙極膜技術已成為近年來的研究熱點，這為解決化工污染、環(huán)境、食品工程等技術帶來了新的突破點，雙極膜技術在國外應用已經很廣泛，但是國內由于制備雙極膜的成本高且電阻大，導致雙極膜在國內應用仍有所限制，所以研究出低水解離電壓、穩(wěn)定性強的雙極膜已經成為了近年來雙極膜技術研究熱點。
　　本論文利用了噴

2、涂法制膜和將氧化石墨烯作為中間層制備出了新型雙極膜。與流延法相比，雙極膜的膜層比較均勻且較薄，這些因素對降低雙極膜的電壓有巨大的作用。引用氧化石墨烯作為雙極膜的中間層，氧化石墨烯上有較多的含氧官能團，水的氫鍵在遇到氧化物時發(fā)生質子轉移，導致水解活化能的下降，降低雙極膜的電壓。
　　利用單因素法改變制備雙極膜的條件，通過改變噴涂物質的濃度和次數(shù)，經過I-V曲線測試調控出最佳雙極膜，在100mA·cm-2時，電壓為1.75V。本論文研

3、究中最佳成膜條件為:噴涂0.3wt％的聚丙烯酸鈉的次數(shù)為14次，噴涂2wt％的戊二醛次數(shù)為4次，噴涂濃度2mg·mL-1的氧化石墨烯次數(shù)為2次、噴涂時間設定為3s、相鄰噴涂間隔時間為60min。接觸角（親水性測試研究）結果表明該膜的界面層親水性增強;電滲析實驗表明了該膜中間層因為氧化石墨烯的加入，產酸堿能力增強;中間層厚度測試結果表明了新的制備方法制備的雙極膜中間層厚度極薄;SEM結果表明聚在AM-1膜表面上形成了極薄且表面均勻的復合膜