基于石墨烯-壳聚糖层状组装结构的水盐分膜的制备及其性能研究

来源 :第九届全国膜与膜过程学术报告会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wwwygtwww
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  利用新纳米材料特性,通过微观结构调控宏观性能,是制备节能、高效的水盐分离膜的发展趋势之一.作为新型碳质纳米材料,石墨烯具有极大的宽厚比、超高的机械强度、化学稳定性和抗生物污染性等优势,是理想的分离膜材料.本文基于轻度还原的氧化石墨烯(rGO)和环境友好的胺分子壳聚糖,在聚砜超滤膜载体上组装制备具有层状结构的薄层石墨烯复合膜.通过调控氧化石墨烯的还原度和石墨烯-壳聚糖组装结构,实现对膜内石墨烯层间距和膜荷电性的调控.研究了膜特性与水盐体系分离特性的关系,探讨了水分子和盐离子在石墨烯膜中的渗透分离行为和机制,研究化学键连/缔合作用对膜分离层微结构的调控作用,以及膜分离层结构与膜性能的构效关系.该石墨烯复合膜,在0.5 MPa的操作压力下,可对二价盐(MgCl2、MgSO4)达到90%的截留性能,水通量达到25.0 L/(m2·h).
其他文献
采用亲水、无毒、生物相容性好、对蛋白质吸附具有排斥作用的丙烯酰吗啉(ACMO)对PVDF本体进行亲水改性,研究了凝固浴中不同乙醇含量(Ethanol∶Deionized=0∶100,15∶85,30∶70,45∶55,wt%)对所制备的PVDF-g-PACMO共聚物膜抗污染性能的影响.测试结果表明,随着凝固浴中乙醇含量的增加,膜厚度降低,断面孔结构向海绵状转变,膜平均孔径和孔隙率增大,断裂强度基本
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纯SiO2气体分离膜在高温水蒸气环境中不稳定,针对这一问题,我们选择以1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷和PdCl2为前驱体,利用溶胶-凝胶法制备有机无机杂化SiO2溶胶,再将金属Pd以二价态的形式与有机无机杂化SiO2溶胶反应,得到Pd掺杂有机无机杂化SiO2溶胶(简称POS溶胶),利用浸涂法将POS溶胶涂覆在自制的γ-Al2O3载体上,通过改变烧结过程中烧成氛围这一参数对其性能进行优化.我们选择氧
氧化石墨烯(graphene oxide,GO)纳米片层层堆叠构建的GO膜具有特殊的亚纳米通道,在气体分离、纳滤、渗透蒸发、锂硫电池隔膜等领域有广泛的潜在应用.亚纳米通道由相邻两层GO纳米片构筑,与膜表面平行,分子或离子从GO膜的一侧传递到另外一侧需要移动很长距离.如果想得到传质阻力小的GO膜,膜的厚度必须控制在很薄范围(~几十纳米),势必要求做成GO复合膜才能得到实际应用.在流动的液体环境中,G
近来,基于氧化石墨烯(GO)的膜材料受到了广泛关注.另外,生物污染一直以来被认为是膜过滤过程最重要的挑战之一.我们通过在氧化铝陶瓷支撑体组装壳聚糖(CS)接枝的氧化石墨烯复合材料,开发出了新型抗生物污染的陶瓷膜.壳聚糖也是一种典型的生物聚合物,具有优异的亲水性和抗菌性.我们通过酰胺化反应,首先制备出了壳聚糖接枝的、均匀分散的氧化石墨烯-壳聚糖复合材料,并将此复合材料通过真空过滤的方法附着在多孔陶瓷
以4-(3,5-二苯基-4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮(DHPZ-dP)、4-(4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮(DHPZ)和4,4-二氯二苯砜为原料,经高温溶液缩聚,通过调节DHPZ和DHPZ-dP的比例,合成了一系列二苯基杂萘联苯聚芳醚砜.利用核磁氢谱(1HNMR)和傅里叶红外光谱(FT-IR)表征了聚合物结构,结果表明与设计的聚合物结构相符.测试了新型聚芳醚砜的溶解性能,其
纳滤(NF)膜中起决定性作用的是微观选择性皮层结构,分子筛、二氧化钛、氧化石墨烯等纳米材料被广泛应用于制备TFN膜来提高膜的选择渗透性。纳米颗粒一般在无极性的有机溶剂中分散性极差,容易在选择性层中出现团聚,严重影响膜的性能。为解决这个问题,我们发现一个有趣的概念,通过界面聚合法将柔性链状乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)穿插到刚性聚酰胺网络里面形成半互穿网络结构,EVA的共混可以增强膜的选择渗透性。不
由于相变温度稳,储能密度大等优点,相变材料在能量储存和系统温度控制上的应用越来越引人注目.本文章在玻璃片上直接合成一层具有多孔结构的ZIF-8膜,然后利用真空吸附的方法使该膜吸附适量的石蜡,得到了一种相变复合薄膜材料.ZIF-8具有良好的导热性能,而作为相变材料的石蜡又具有良好的储热功能,赋予相变复合薄膜材料有效控制指定系统温度的性能,且不需要消耗额外的能源.给相变复合薄膜材料施加外来热源测量其对
紫外交联能耗低、无污染、方便快捷等优点,现己成为近年来膜交联新技术的研究热门。本研究以一系列不同磺化度的商业化磺化聚砜作为膜材料,以二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(TPO)作为光引发剂,以三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)为交联剂,制备了具有良好尺寸稳定性的交联型磺化聚砜膜。通过研究交联剂的添加量与紫外光照时间等因素对膜的吸水率及溶胀度的影响,确定出最佳制膜条件。与未经交联的膜相比,
正渗透是国际上最前沿、最具潜力的脱盐和水净化技术,其核心是正渗透膜,但膜支撑层中内浓差极化严重降低了水通量,是该技术发展和应用的瓶颈.本人及课题组以高水通量正渗透膜为研究目标,着重研究膜支撑层材料的优化设计、与活性层匹配效应、活性层结构与分离性能的调控和强化等,进而揭示膜制备工艺、膜结构和膜性能的构效关系,得到较为成熟的膜制备技术.本研究获得的正渗透膜以最大程度降低内浓差极化,在保持优良脱盐率(大