氧化石墨烯膜的控制制备及其在气体分离中的应用
发布时间：2021-10-28 09:38
膜分离技术因其能耗低、操作效率高和对环境影响小等优点已经成为分离科学中最重要的手段之一。传统的气体分离膜主要由聚合物膜组成,然而,其性能受到Robeson上限的限制,应用的过程中要在选择性和气体渗透性之间平衡。最近,二维（2D）层状材料在组装新型分离膜方面,吸引了广大科研工作者的兴趣。在这些二维层状材料中,氧化石墨烯（GO）膜具有层状结构和亚纳米孔径,而且具有较好的分子筛特性,成为分离膜研究领域的焦点。但是到目前为止GO用于分离领域仍旧存在诸多问题,例如其机械强度和结构可控性都比较差,因此这也成为影响其应用的关键因素,针对以上问题,为了进一步推动GO在气体分离膜领域的应用,我们做了如下工作:（1）单纯的GO膜其机械强度比较差,并且GO本身结构的可控度不够,这也对其分离和渗透性能造成了一定的影响,为改善其机械强度,本论文采用Al2O3基于相转化法制备的高强度的多孔中空纤维陶瓷膜作为基底,通过真空辅助的抽滤法负载GO膜,成功制备了GO@Al2O3复合膜来提高膜的整体强度。（2）在GO膜结构的控制方面,本...
【文章来源】：山东理工大学山东省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(a)纳米孔石墨烯薄膜结构示意图，(b)氢氮掺杂修饰的纳米孔，(c)刻蚀纳米孔[48]
孔石墨烯薄膜结构示意图，(b)氢氮掺杂修饰的纳米孔，(c) Structure of porous graphene models, (b) The H-N-terminatedEtching nano-pore[48]表面的亲水性，可以使其在超声条件下均匀的分散在过层层自组装、喷涂[52, 65-68]和旋涂以及真空抽滤[69-7 1.2）。完整没有缺陷的 GO 片层是不允许任何分子的强电子密度的存在，使其能够有效阻止任何原子或较多的含氧官能团，使其能够更好地选择性的分离选择分离性能，此外，GO 层与层之间可以形成纳米在着选择性的纳米缺陷，因而能够允许小于纳米孔道使得 GO 的分离选择性能尤为突出。如图 1.3 所示[7
图 1.3 (a)GO 片层形成的纳米孔道，(b)纳米孔缺陷[72]Fig.1.3 (a) The nano-channels formed by the GO interlayer space, (b) the defect of nanopores[72]1.4 石墨烯基膜的应用近年来，石墨烯作为一种优良的膜材料，在很多领域具有广泛的应用。而 GO 研究的更为广泛。下面我们主要是针对 GO 膜的应用进行综述。1.4.1 GO 膜用于气体分离Nair 等人[2]在 2012 年首次提出石墨烯基膜，他们证明了 GO 膜会阻止水蒸气之外的一切物质通过 GO 膜（例如乙醇蒸汽），这是人们第一次利用纯 GO 膜进行过滤。他们在随后的质量损失测试中证实了像 He、H2、N2和 Ar 在压力比较低的条件下不能通过分离膜。之后，Kim 等人[52]证实 GO 膜可以用于气体分离，在他们的工作中，他们研究了 GO 膜的气体渗透行为，并通过控制膜参数演示了气体的选择性扩散。为了得到高质量的分离膜，他们使用了两种方法来制备 GO 膜，在第一种方法中，他们通过传统真空负载法制备了多层 GO 膜，而在第二种方法中，他们使用旋转涂层获得
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯基分离膜研究进展[J]. 万武波,纪冉,何锋. 化学进展. 2017(08)
本文编号：3462634
【文章来源】：山东理工大学山东省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(a)纳米孔石墨烯薄膜结构示意图，(b)氢氮掺杂修饰的纳米孔，(c)刻蚀纳米孔[48]
孔石墨烯薄膜结构示意图，(b)氢氮掺杂修饰的纳米孔，(c) Structure of porous graphene models, (b) The H-N-terminatedEtching nano-pore[48]表面的亲水性，可以使其在超声条件下均匀的分散在过层层自组装、喷涂[52, 65-68]和旋涂以及真空抽滤[69-7 1.2）。完整没有缺陷的 GO 片层是不允许任何分子的强电子密度的存在，使其能够有效阻止任何原子或较多的含氧官能团，使其能够更好地选择性的分离选择分离性能，此外，GO 层与层之间可以形成纳米在着选择性的纳米缺陷，因而能够允许小于纳米孔道使得 GO 的分离选择性能尤为突出。如图 1.3 所示[7
图 1.3 (a)GO 片层形成的纳米孔道，(b)纳米孔缺陷[72]Fig.1.3 (a) The nano-channels formed by the GO interlayer space, (b) the defect of nanopores[72]1.4 石墨烯基膜的应用近年来，石墨烯作为一种优良的膜材料，在很多领域具有广泛的应用。而 GO 研究的更为广泛。下面我们主要是针对 GO 膜的应用进行综述。1.4.1 GO 膜用于气体分离Nair 等人[2]在 2012 年首次提出石墨烯基膜，他们证明了 GO 膜会阻止水蒸气之外的一切物质通过 GO 膜（例如乙醇蒸汽），这是人们第一次利用纯 GO 膜进行过滤。他们在随后的质量损失测试中证实了像 He、H2、N2和 Ar 在压力比较低的条件下不能通过分离膜。之后，Kim 等人[52]证实 GO 膜可以用于气体分离，在他们的工作中，他们研究了 GO 膜的气体渗透行为，并通过控制膜参数演示了气体的选择性扩散。为了得到高质量的分离膜，他们使用了两种方法来制备 GO 膜，在第一种方法中，他们通过传统真空负载法制备了多层 GO 膜，而在第二种方法中，他们使用旋转涂层获得
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯基分离膜研究进展[J]. 万武波,纪冉,何锋. 化学进展. 2017(08)
本文编号：3462634
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3462634.html
最近更新
教材专著
