氧化石墨烯-聚乙烯亚胺复合超滤膜的制备、调控及分离性能研究

发布时间：2023-10-07 20:01

　　全球水资源短缺和水污染问题日益严重,如何通过现有的技术,利用非常规水源来增加水资源的供应成为研究的一个重要议题。以压力为驱动力的膜分离技术在海水脱盐、饮用水深度处理、水体微污染去除等领域具有广泛的应用前景。本论文介绍了不同膜分离材料的特点及改性方法,并着重评述了氧化石墨烯基膜材料的性质、构建方法及其在水处理中的应用。针对现存膜材料渗透性、选择性相互制约,无法依据外界环境做出响应等问题,本论文以氧化石墨烯(GO)和聚乙烯亚胺(PEI)为基础材料,通过不同的组装方法来调控氧化石墨烯-聚乙烯亚胺复合膜的表面性质和内部结构,构建了一系列氧化石墨烯-聚乙烯亚胺复合膜分离材料,并以蛋白质、微生物、有机大分子和纳米颗粒作为模型污染物,系统地研究了其表面性质和内部结构对污染物分离性能的影响,探讨了污染物与膜界面的相互作用机理,并建立了氧化石墨烯-聚乙烯亚胺复合膜表面性质、内部结构与污染物分离性能之间的构效关系。研究结果为氧化石墨烯基膜材料的设计和构建以及在水处理领域的应用提供了新的思路。论文的主要结论与创新点如下:(1)发现氧化石墨烯-聚乙烯亚胺添加剂的添加可以有序调控膜的表面性质和内部结构,提升对污...

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
缩略表
第一章 氧化石墨烯基膜及其在水处理中应用的研究进展
    1.1 引言
    1.2 膜分离技术
        1.2.1 膜分离过程
        1.2.2 膜分离材料
    1.3 氧化石墨烯膜的性质
        1.3.1 氧化石墨烯的结构和性质
        1.3.2 氧化石墨烯膜的性质
    1.4 氧化石墨烯膜的构建
        1.4.1 氧化石墨烯基膜(GOM)的制备及改性
        1.4.2 氧化石墨烯纳米复合膜(NCM)的制备
    1.5 氧化石墨烯膜在水处理中的应用
        1.5.1 海水淡化
        1.5.2 油水分离
        1.5.3 污水净化
    1.6 问题提出及研究思路
第二章 氧化石墨烯-聚乙烯亚胺荷电复合膜的制备及对污染物的分离性能
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验材料与仪器
        2.1.2 氧化石墨烯-聚乙烯亚胺添加剂的制备与表征
        2.1.3 氧化石墨烯-聚乙烯亚胺荷电复合膜的制备
        2.1.4 氧化石墨烯-聚乙烯亚胺荷电复合膜的表征
        2.1.5 氧化石墨烯-聚乙烯亚胺荷电复合膜的动态过滤实验
        2.1.6 氧化石墨烯-聚乙烯亚胺荷电复合膜的静态吸附实验
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 氧化石墨烯-聚乙烯亚胺添加剂的化学组成
        2.2.2 氧化石墨烯-聚乙烯亚胺荷电复合膜的表面性质
        2.2.3 氧化石墨烯-聚乙烯亚胺荷电复合膜的表面形貌
        2.2.4 氧化石墨烯-聚乙烯亚胺荷电复合膜对污染物的截留性能
        2.2.5 氧化石墨烯-聚乙烯亚胺荷电复合膜的抗污染性能
        2.2.6 氧化石墨烯-聚乙烯亚胺荷电复合膜对污染物的静态吸附行为
        2.2.7 氧化石墨烯-聚乙烯亚胺荷电复合膜与污染物的作用机理及构效关系
    2.3 本章小结
第三章 pH响应型氧化石墨烯-聚乙烯亚胺复合膜的制备及其在污染物分离中的应用
    3.1 实验部分
        3.1.1 实验材料与仪器
        3.1.2 直链聚乙烯亚胺的合成与表征
        3.1.3 pH响应型氧化石墨烯-聚乙烯亚胺复合膜的制备
        3.1.4 pH响应型氧化石墨烯-聚乙烯亚胺复合膜的表征
        3.1.5 pH响应型氧化石墨烯-聚乙烯亚胺复合膜的水通量及截留效率测定
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 pH响应氧化石墨烯-聚乙烯亚胺复合膜的构建及表面性质调控
        3.2.2 氧化石墨烯-聚乙烯亚胺复合膜的内部结构
        3.2.3 氧化石墨烯-聚乙烯亚胺复合膜的水通量
        3.2.4 氧化石墨烯-聚乙烯亚胺复合膜对污染物的选择性分离
        3.2.5 氧化石墨烯-聚乙烯亚胺复合膜的pH响应特性及机理
    3.3 本章小结
第四章 研究结论、创新点及展望
    4.1 研究结论
    4.2 创新点
    4.3 展望
参考文献
个人简历及攻读硕士期间所取得的科研成果



本文编号：3852408