金屬陽(yáng)離子修飾的氧化石墨烯功能膜理論研究.pdf

1、本碩士論文利用密度泛函理論計(jì)算對(duì)堿金屬和堿土金屬修飾的氧化石墨烯功能膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及在選擇性滲透幾種極具代表性的各種有機(jī)溶劑（甲苯、乙醇、丙酮）進(jìn)行研究。氧化石墨烯結(jié)構(gòu)從原子成鍵角度可劃分為C-C鍵經(jīng)SP2雜化所形成的SP2區(qū)和C-O鍵經(jīng)SP3雜化而成的SP3區(qū)，理論計(jì)算證實(shí)堿（堿土）金屬陽(yáng)離子更傾向位于SP2區(qū)的碳六邊形的中心位置。這個(gè)現(xiàn)象是由于SP2區(qū)離域共軛π鍵與金屬陽(yáng)離子之間形成Cation-π作用，這種作用方式的強(qiáng)弱與金屬陽(yáng)

2、離子的屬性和SP2區(qū)離域大小有關(guān)，據(jù)此可為設(shè)計(jì)和制備功能膜提供理論指導(dǎo)。理論研究揭示了功能膜在滲透各種有機(jī)溶劑（甲苯、乙醇、丙酮）過(guò)程中，有機(jī)溶劑與金屬陽(yáng)離子和氧化石墨烯上含氧官能團(tuán)（環(huán)氧基、羥基）均有相互作用。理論計(jì)算解釋了功能膜對(duì)在丙酮和甲苯有著比乙醇有更好的滲透效果。同時(shí)，氧化石墨烯薄膜中的SP3區(qū)與乙醇之間有相互吸引作用而對(duì)苯芳香族溶劑有著排斥作用，由此我們可以在試驗(yàn)中設(shè)計(jì)這種功能膜來(lái)分離含有乙醇和甲苯的混合溶劑。在外加壓力差的