石墨烯/PDMS混合基膜制备及其渗透汽化性能研究

发布时间：2024-03-01 06:12

　　低浓度有机物的有效提取与回收是产品工业化的关键环节之一。生物燃料(丁醇)和工业废水(苯胺,苯酚)具有含量低,毒性大,易挥发等特点,传统分离方法效率低、能耗高,易引发二次污染。渗透汽化是代替传统分离的有效方法,特别对低浓度,有毒性的有机物分离,渗透汽化技术更是显示出绿色环保,节能高效的优势。本文旨在通过制备石墨烯/PDMS混合基质膜,提高对低浓度丁醇、苯胺和苯酚溶液的分离性能。通过FT-IR、XRD、EDS、SEM、AFM、氮气吸附-脱附和水接触角分析分别对氧化石墨烯,石墨烯和混合基质膜进行表征。结果如下。1.EDS和FT-IR分析证明,还原温度可以控制石墨烯的还原度;氮气吸附-脱附分析证明,石墨烯具有疏松多孔结构和高比表面积(446.8 m2·g-1);水接触角分析结果表明,石墨烯能够增强膜的疏水性能。2.研究石墨烯还原度对丁醇渗透汽化性能的影响。结果表明,在1.5 wt%丁醇/水体系中,还原温度700 ℃,PSI值达到最高,膜通量达910.5 g·m·2·h’1 分离因子为 44.5。与 GO/PDMS 膜相比,700-TRGO/PDMS 通量提高了 54.7%,分离因子提高了 12...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１碳材料结构单元??Ｆｉｇ．?１－１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｕｎｉｔ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｎ?ｍａｔｅｒｉａｌ??目前，实验室科研上使用的是化学还是氧化法

石墨烯是以ｓｐ２杂化形成二维平面结构的碳材料，其只有一层或几层原子层厚度??［４３］。如图１，石墨烯通过物理弯曲，可以制成碳纳米管和富勒烯，所以石墨烯又被称??４??

图2-2渗透汽化装置示意图

????图２－２为渗透汽化装置。装置由料液罐，搅拌器，蠕动栗，膜器，油泵和冷凝收??集装置组成。料液组分气体由膜的上表面渗透过膜的下表面，经过冷肼，液氮冷冻收??集。??操作方法：??（１）配置一定浓度的料液，设置料液罐温度，搅拌速率，蠕动泵转速的参数。??（２）待料液温度达到设....

图3-3石墨、氧化石墨烯和900-TRGO的扫描电镜图

原料鳞片石墨、ＧＯ和９００－ＴＲＧＯ的电镜形貌图见图３－３。原料鱗片石墨呈微小的??颗粒状。冷冻干燥的ＧＯ为薄片片层结构，片层疏松错开排列，表面有褶皱，由于经??过Ｈｕｍｍｅｒｓ氧化，鱗片片层发生剥离。９００?°Ｃ高温还原，ＴＲＧＯ片层由于静电作用??相互吸引，表观呈现疏松多孔的....

图３－４不同还原度的热还原石墨烯ＥＤＳ图：（ａ）?ＧＯ；?（ｂ）?３００－ＴＲＧＯ；?（ｃ）?７００－ＴＲＧＯ；?（ｄ）??９００－ＴＲＧＯ??Ｆｉｇ．?３－４?ＥＤＳ?ｄｉａｇｒａｍｓ?ｏｆ?ｔｈｅｒｍａｌｌｙ?ｒｅｄｕｃｅｄ?ｇｒａｐｈｅｎｅ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ?ｄｅｇｒｅｅ：?（ａ）ＧＯ；?（ｂ）??

３００－ＴＲＧＯ；?（ｃ）?７００－ＴＲＧＯ；?（ｄ）?９００－ＴＲＧＯ??Ｏｌ??ＧＯ?３００－ＴＲＧＯ?７００－ＴＲＧＯ?９００－ＴＲＧＯ??Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ??图３－５不同还原度ＴＲＧＯ的Ｃ／Ｏ比值??Ｆｉｇ．?３－５Ｃ／０?ｒａｔｉｏ?ｏｆ?ＴＲＧＯ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆ....

本文编号：3915540