氧化石墨烯納米復合膜研究.pdf

1、近年來，隨納米科技的不斷發(fā)展，將納米材料用于制備高性能復合膜已成為膜技術領域的一個前沿研究方向。本文首次將氧化石墨烯（graphene oxide）用于氧化石墨烯/聚砜（PSf）復合超濾膜和氧化石墨烯/Nafion復合質子交換膜的制備，并分別對其性能進行了研究。 采用改進的Hummers法與超聲波作用聯(lián)合制得氧化石墨烯。研究表明，制得的氧化石墨烯表面較粗糙，不全是單片層結構，存在幾個單片層的疊加；在水、溶劑NMP和DMAc中能依

2、靠靜電排斥作用較好地分散；與氧化石墨相比，其化學結構無較明顯差異，說明超聲作用并沒有破壞片層表面的含氧官能團，只是使片層剝離；其具有較好的熱穩(wěn)定性，完全失重溫度可達630℃；基本不傳導電子，為絕緣體，電導率為1.74×10-9S/m；有一定的質子傳導能力，30℃時的質子電導率為6.85×10-5S/cm。 采用浸沒相轉化法制備出氧化石墨烯/聚砜復合超濾膜。研究結果顯示，氧化石墨烯能顯著改變聚砜膜的內(nèi)部結構，影響膜的孔隙率和平均孔

3、徑，且當其含量較高時，膜內(nèi)出現(xiàn)橫向孔；復合膜的膜面接觸角減小，親水性能得到改善；純水通量最高可達聚砜膜的2.3倍，對BSA的截留率沒有明顯下降，均維持在85％以上；機械強度顯著提高，最高可達聚砜膜的2倍，且這種效果在致密膜中能更好地體現(xiàn)；復合膜顯現(xiàn)出同聚砜膜相似的耐熱性能。 制備出氧化石墨烯/Nafion復合質子交換膜。研究結果顯示，復合膜具有良好的熱穩(wěn)定性能，隨氧化石墨烯含量的增加，更利于膜在高溫下保持尺寸穩(wěn)定性；其膜表面接觸