改性氧化石墨烯/海藻酸钠复合渗透汽化杂化膜的制备与性能

发布时间：2022-07-13 21:30

　　本文以亲水性海藻酸钠为主要成膜基质,以氧化石墨烯为基本改性单元,分别设计了磺化改性法、氧化石墨烯量子点改性法,通过成膜条件优化和复合杂化膜结构调控,制备出改性氧化石墨烯/海藻酸钠渗透汽化杂化膜;分别以乙醇-水、异丙醇-水为研究对象,开展渗透汽化脱水性能研究;采用FT-IR、XRD、AFM、SEM等表征手段,对膜的微观结构进行表征。主要工作如下:（1）以4-氨基苯磺酸为磺化改性剂,对氧化石墨烯进行磺化制得苯磺酸改性氧化石墨烯（BS@GO）,经与海藻酸钠SA基质膜复合,制备出磺化氧化石墨烯/海藻酸钠渗透汽化杂化膜,用于乙醇含量为90 wt%的乙醇-水体系的脱水。磺化改性使BS@GO片层比GO片层含有更多的选择性结构缺陷;杂化膜有效分离层由多孔尼龙膜支撑,并且有效层中BS@GO在SA基质内倾向于平行排列;BS@GO的苯磺酸基团与SA的含氧基团形成了氢键作用,降低了杂化膜的玻璃化转变温度（T_g）。（2）所制备的磺化氧化石墨烯/海藻酸钠复合渗透汽化杂化膜,当BS@GO含量为1.5 wt%时,复合杂化膜的分离性能最优。SA-BS@GO-1.5膜的渗透通量为703±89 g m... 

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 渗透汽化简介
        1.1.1 渗透汽化的特点
        1.1.2 渗透汽化膜的研究进展
    1.2 氧化石墨烯材料概述
        1.2.1 氧化石墨烯及氧化石墨烯量子点简介
        1.2.2 氧化石墨烯的应用
        1.2.3 氧化石墨烯分离膜的类型
    1.3 氧化石墨烯改性复合杂化膜的应用
        1.3.1 气体分离领域的应用
        1.3.2 纳滤/反渗透领域的应用
        1.3.3 渗透汽化领域的应用
    1.4 课题的研究意义和内容
        1.4.1 本课题的创新点与研究意义
        1.4.2 本课题的主要内容
第二章 实验部分
    2.1 实验试剂与仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 实验方案
        2.2.1 SA-BS@GO膜的制备
        2.2.2 SA-GOQDs膜的制备
    2.3 材料结构分析与表征
    2.4 复合杂化膜性能测试
        2.4.1 溶胀测试
        2.4.2 渗透汽化性能测试
第三章 磺化氧化石墨烯/海藻酸钠杂化膜的结构与性能
    3.1 引言
    3.2 BS@GO的表征
    3.3 SA-BS@GO膜的微观表征
    3.4 SA-BS@GO膜的宏观性能
    3.5 本章小结
第四章 氧化石墨烯量子点/海藻酸钠杂化膜的结构与性能
    4.1 引言
    4.2 GOQDs的表征
    4.3 SA-GOQDs膜的微观表征
    4.4 SA-GOQDs膜的宏观性能
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况



本文编号：3660802