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(shù)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(shù)帶來了新的突破點，雙極膜技術(shù)在國外應(yīng)用已經(jīng)很廣泛，但是國內(nèi)由于制備雙極膜的成本高且電阻大，導致雙極膜在國內(nèi)應(yīng)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(jīng)成為了近年來雙極膜技術(shù)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(zhì)子轉(zhuǎn)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(zhì)的濃度和次數(shù)，經(jīng)過I-V曲線測試調(diào)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(shè)定為3s、相鄰噴涂間隔時間為60min。接觸角（親水性測試研究）結(jié)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(chǎn)酸堿能力增強;中間層厚度測試結(jié)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(jié)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