氧化石墨烯膜的制备及染料分离性能研究
发布时间：2021-07-01 09:35
氧化石墨烯（GO）作为一种典型的二维材料,因其具有独特的层状结构和可调的物理化学性质,已成为一种新兴的分离膜材料。由GO组装成的分离膜在水处理、海水淡化和气体分离等领域表现出非凡的分子分离性能,在过去几年受到了极大的关注。本文选取GO为原材料,通过水热还原以及填充MoS2、V2O5纳米材料的方式分别对其进行了改性,并真空抽滤在聚偏氟乙烯（PVDF）基底上制备了具有层状结构的分离膜。分析了改性后的GO膜的化学性质及层间结构特征的变化情况,并探究了改性对其分离机制以及分离性能的影响。主要结果如下:（1）通过绿色水热还原法合成了还原氧化石墨烯,并采用真空抽滤法在聚偏氟乙烯（PVDF）基底上制备还原氧化石墨烯（rGO）膜。通过控制水热时间调整GO的还原程度,详细探究了还原程度对其层间结构和性质的影响,然后评价了不同还原程度rGO膜的渗透性能。结果表明,随着水热处理时间增加,其水通量不断增高。当水热处理9 h时,rGO膜的纯水通量为26.08 L m-2 h-1 bar-1
【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
氧化石墨烯分离膜的结构特点Fig.1.3StructuralcharacteristicsofGOmembrane
氧化石墨烯分离膜性能评价装置
第三章水热还原氧化石墨烯膜的制备及性能研究21图3.1rGO分散液（a）和rGO膜（b）的照片Fig.3.1PhotosofrGOdispersions(a)andrGOmembranes(b)图3.2（a）为rGO膜的拉曼光谱图，其特征是在1350cm-1和1585cm-1处出现了D峰和G峰。D峰一般源于结构缺陷或可破坏对称性和选择规则的边缘，而G峰源于sp2碳域的面内伸缩振动[55,58]。D峰和G峰的强度比（ID/IG）可以对GO/rGO纳米片中的紊乱和缺陷程度（例如褶皱、孔隙及边缘等）进行评价[59]，其值与sp2碳域的平均大小成反比。在ID/IG的值比较中，水热还原后rGO膜呈现出更高的ID/IG值。随着水热时间从0增加到9h，rGO的ID/IG值明显增大，由于大量较小的sp2碳域形成，导致所有sp2碳域的平均尺寸减小[60]，而且rGO中的无序度和缺陷增多。当水热时间超过9h时，ID/IG的值基本上没有变化，说明随着水热还原时间的增加，rGO中的sp2碳域、无序度和缺陷没有明显的变化。图3.2rGO膜的拉曼光谱图（a）和红外光谱图（b）Fig.3.2Ramanspectra(a)andFT-IRspectra(b)ofrGOmembranes通过傅里叶变换红外光谱（FT-IR）数据以及X射线光电子能谱（XPS），对膜表面的化学结构分析，测定水热处理后GO中含氧官能团的变化情况。图3.2（b）为GO粉末及rGO膜的红外光谱图。GO的红外特征峰为3304cm-1（-OH伸缩振动峰），1720cm-1（羧基中C=O伸缩振动峰），1620cm-1（C=C伸缩振动峰），1400cm-1（-OH
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于新型二胺单体的反渗透膜的制备及其脱盐性能研究[J]. 周卫东,汪菲,周克梅,王连军. 膜科学与技术. 2019(03)
[2]Controlling reduction degree of graphene oxide membranes for improved water permeance[J]. Qing Zhang,Xitang Qian,Khalid Hussain Thebo,Hui-Ming Cheng,Wencai Ren. Science Bulletin. 2018(12)
[3]纯硅MFI型分子筛膜的原位合成及其CO2/N2混合气体分离性能研究[J]. 张宝泉,孙亮,郑孟瑶,杨军,刘秀凤. 膜科学与技术. 2017(02)
[4]废水处理工艺与废水检测方法的关系研究[J]. 李超. 山东工业技术. 2017(03)
[5]煤化工废水生物处理工艺研究进展[J]. 刘丹妮,吴越,侯文华. 煤化工. 2016(05)
[6]浅谈城市工业污水处理及回用[J]. 耿东颖. 科技创新与应用. 2012(24)
[7]论当代煤化工废水处理工艺的现状及发展方向[J]. 孟冬冬. 中国石油和化工标准与质量. 2011(04)
[8]ZSM-5型沸石膜反应器在乙苯脱氢反应中的模式[J]. 王金渠,李邦民,刘建亮,鲁金明,鲍仲瑛,缪长喜. 化工学报. 2006(08)
[9]温度感应复合型控制释放膜系统的性能研究[J]. 胡林,褚良银,陈文梅,杨眉. 过滤与分离. 2006(02)
[10]无机膜的制备及应用[J]. 赵基钢,刘纪昌,孙辉,凌昊,沈本贤. 化工科技. 2005(05)
博士论文
[1]锂离子电池隔膜的制备与改性研究[D]. 廖海洋.广东工业大学 2018
[2]纳米无机掺杂改性聚偏氟乙烯超滤膜的制备及其性能研究[D]. 廖婵娟.武汉大学 2011
硕士论文
[1]纳米线改性聚偏氟乙烯超滤膜制备及性能研究[D]. 王叶.西北大学 2018
[2]改性聚偏氟乙烯超滤膜的制备及处理乳化含油废水性能研究[D]. 王森.西安建筑科技大学 2017
[3]V2O5纳米线与V2O5/还原氧化石墨烯的制备及电化学性能研究[D]. 韩硕琳.燕山大学 2017
[4]PVDF超滤膜亲水化共混改性研究[D]. 王玮.内蒙古工业大学 2014
本文编号：3258893
【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
氧化石墨烯分离膜的结构特点Fig.1.3StructuralcharacteristicsofGOmembrane
氧化石墨烯分离膜性能评价装置
第三章水热还原氧化石墨烯膜的制备及性能研究21图3.1rGO分散液（a）和rGO膜（b）的照片Fig.3.1PhotosofrGOdispersions(a)andrGOmembranes(b)图3.2（a）为rGO膜的拉曼光谱图，其特征是在1350cm-1和1585cm-1处出现了D峰和G峰。D峰一般源于结构缺陷或可破坏对称性和选择规则的边缘，而G峰源于sp2碳域的面内伸缩振动[55,58]。D峰和G峰的强度比（ID/IG）可以对GO/rGO纳米片中的紊乱和缺陷程度（例如褶皱、孔隙及边缘等）进行评价[59]，其值与sp2碳域的平均大小成反比。在ID/IG的值比较中，水热还原后rGO膜呈现出更高的ID/IG值。随着水热时间从0增加到9h，rGO的ID/IG值明显增大，由于大量较小的sp2碳域形成，导致所有sp2碳域的平均尺寸减小[60]，而且rGO中的无序度和缺陷增多。当水热时间超过9h时，ID/IG的值基本上没有变化，说明随着水热还原时间的增加，rGO中的sp2碳域、无序度和缺陷没有明显的变化。图3.2rGO膜的拉曼光谱图（a）和红外光谱图（b）Fig.3.2Ramanspectra(a)andFT-IRspectra(b)ofrGOmembranes通过傅里叶变换红外光谱（FT-IR）数据以及X射线光电子能谱（XPS），对膜表面的化学结构分析，测定水热处理后GO中含氧官能团的变化情况。图3.2（b）为GO粉末及rGO膜的红外光谱图。GO的红外特征峰为3304cm-1（-OH伸缩振动峰），1720cm-1（羧基中C=O伸缩振动峰），1620cm-1（C=C伸缩振动峰），1400cm-1（-OH
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于新型二胺单体的反渗透膜的制备及其脱盐性能研究[J]. 周卫东,汪菲,周克梅,王连军. 膜科学与技术. 2019(03)
[2]Controlling reduction degree of graphene oxide membranes for improved water permeance[J]. Qing Zhang,Xitang Qian,Khalid Hussain Thebo,Hui-Ming Cheng,Wencai Ren. Science Bulletin. 2018(12)
[3]纯硅MFI型分子筛膜的原位合成及其CO2/N2混合气体分离性能研究[J]. 张宝泉,孙亮,郑孟瑶,杨军,刘秀凤. 膜科学与技术. 2017(02)
[4]废水处理工艺与废水检测方法的关系研究[J]. 李超. 山东工业技术. 2017(03)
[5]煤化工废水生物处理工艺研究进展[J]. 刘丹妮,吴越,侯文华. 煤化工. 2016(05)
[6]浅谈城市工业污水处理及回用[J]. 耿东颖. 科技创新与应用. 2012(24)
[7]论当代煤化工废水处理工艺的现状及发展方向[J]. 孟冬冬. 中国石油和化工标准与质量. 2011(04)
[8]ZSM-5型沸石膜反应器在乙苯脱氢反应中的模式[J]. 王金渠,李邦民,刘建亮,鲁金明,鲍仲瑛,缪长喜. 化工学报. 2006(08)
[9]温度感应复合型控制释放膜系统的性能研究[J]. 胡林,褚良银,陈文梅,杨眉. 过滤与分离. 2006(02)
[10]无机膜的制备及应用[J]. 赵基钢,刘纪昌,孙辉,凌昊,沈本贤. 化工科技. 2005(05)
博士论文
[1]锂离子电池隔膜的制备与改性研究[D]. 廖海洋.广东工业大学 2018
[2]纳米无机掺杂改性聚偏氟乙烯超滤膜的制备及其性能研究[D]. 廖婵娟.武汉大学 2011
硕士论文
[1]纳米线改性聚偏氟乙烯超滤膜制备及性能研究[D]. 王叶.西北大学 2018
[2]改性聚偏氟乙烯超滤膜的制备及处理乳化含油废水性能研究[D]. 王森.西安建筑科技大学 2017
[3]V2O5纳米线与V2O5/还原氧化石墨烯的制备及电化学性能研究[D]. 韩硕琳.燕山大学 2017
[4]PVDF超滤膜亲水化共混改性研究[D]. 王玮.内蒙古工业大学 2014
本文编号：3258893
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3258893.html
最近更新
教材专著
