石墨烯海水淡化膜制备和性能研究

发布时间：2024-02-14 12:13

　　当今社会里,淡水资源的匮乏已成为了一个日益严峻的问题。作为应用最广泛的一种海水淡化技术,反渗透法的核心部件,反渗透薄膜一直是很多学者的研究重点。氧化石墨烯作为新型材料石墨烯的一种,被逐渐运用到反渗透薄膜的研制中,并取得良好的效果。本论文通过改进的Hummer法合成GO纳米片,将其分散到聚酰亚胺PI和醋酸纤维素CA基质内,运用真空抽滤法制备氧化石墨烯与聚酰亚胺GO/PI纳米复合薄膜和氧化石墨烯与醋酸纤维素GO/CA复合薄膜,并以此为样本进行多种测试,并进行盐水的脱盐测试。试验结果表明:1.在PI基质中添加适量的GO(1.0%)可以改善薄膜的表面形貌,并改变薄膜的横截面;薄膜的亲水性能会获得提高;拉伸强度和机械强度也获得加强。脱盐实验表明,GO纳米片的加入为复合薄膜带来了较高的水渗透性和离子排斥性能,而且随着温度的提高这两种性能指标不断的提高;在经过多次实验之后,薄膜的脱盐性能仍能保持较高的水平。2.在CA基质中加入GO后,薄膜的孔径变小,表面变得光滑平整;薄膜的截面从手指状变成了海绵状;薄膜的亲水性提高;薄膜的表面粗糙度减小;薄膜的热稳定性和机械强度也得到了提高。在脱盐试验过程中,添加G...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1RO膜反渗透纯水制造的基本原理示意图

法淡化技术实现海水淡化最主要的方法是反渗透法。渗透脱盐技术渗透法（RO）起源于20世纪50年代，并于20世纪70年代在商业领RO方法是目前现有的方式中最高效最节能的海水淡化技术，而且随着步，反渗透技术的能耗进一步的降低。最近的商业化工厂所展现的数反渗透海水淡化技....

图1.2石墨烯研究实验（a）离子轰击氧化刻蚀石墨烯打孔技术（b）纳米孔石墨烯传感器检测DNA异位

石墨烯海水淡化膜制备和性能研究性。研究表明石墨烯多孔膜可以实现对多种气体的有效分离。Celebi[14]研究小组在双层石墨烯薄膜上利用物理穿孔的方法制造出孔径在10nm-1nm范围的纳米孔。实验结果也显示了这种薄膜可以实现不同气体的分离。Karnik[15]研究小组首次利用高....

图1.3石墨烯模拟实验（a）氢和羟基修饰的石墨烯海水淡化模拟（b）不同孔径和功能化修饰的石墨烯（c）纳米多孔石墨烯可承受压力的模拟

碳纳米管制成的膜可以被水分子快速的穿过，当孔径的尺寸设定为0.75n的CNT薄膜只有水分子可以通过。在具有相同尺寸孔径的石墨烯上也得到结论。Striolo[24]课题组研究了将孔径尺寸分别为0.75nm、1.0nm和1.45nm墨烯薄膜进行海水脱盐的模拟实验。实验结果....

图1.4氧化石墨烯特性（a）单层氧化石墨烯（b）实验室合成多层氧化石墨烯溶于乙醇和水的结构变化（c）层间被氧化区和未被氧化区构成的二维纳米材料Figure1.4Grapheneoxideproperties(a)Single-layergrapheneoxide(b)Laboratorysynthesisof

图1.4氧化石墨烯特性（a）单层氧化石墨烯（b）实验室合成多层氧化石墨烯溶于乙醇和结构变化（c）层间被氧化区和未被氧化区构成的二维纳米材料Figure1.4Grapheneoxideproperties(a)Single-layergrapheneoxide....

本文编号：3898087