資源描述：
《氧化石墨烯(go)膜結(jié)構(gòu)調(diào)控、穩(wěn)定性研究及其應(yīng)用》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、學(xué)校代碼：10270分類號：TQ31學(xué)號：152200913碩士學(xué)位論文氧化石墨烯（GO）膜結(jié)構(gòu)調(diào)控、穩(wěn)定性研究及其應(yīng)用學(xué)院：生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院專業(yè)：化學(xué)工程研究方向：膜分離研究生姓名：陸佳杰指導(dǎo)教師：郎萬中完成日期:2018年4月上海師范大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要摘要本實驗以氧化石墨烯（GO）及改性氧化石墨烯為膜的選擇層材料，以尼龍膜為膜的支撐層材料，使用真空抽濾的方式制備了氧化石墨烯基膜（GOM），研究了不同分子量的聚合物（聚乙烯亞胺，PEI）接枝氧化石墨烯對氧化石墨烯基膜性能的影響，并進(jìn)一步探索聚合
2、物（聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽）及單體（1,3-二氨基胍鹽酸鹽）對膜層結(jié)構(gòu)的改變以及膜對所帶不同電荷染料和不同水合半徑鹽離子的滲透差異。研究利用溶膠凝膠法制備二氧化鈦（TiO2）改性GOM，探索光催化降解膜表面吸附染料的條件，以達(dá)到膜層對染料截留的循環(huán)使用。本工作主要分為以下三個方面進(jìn)行展開：首先，將石墨粉處理得到GO，使用PEI對GO進(jìn)行接枝改性制備了PGOM。研究了不同分子量PEI對膜結(jié)構(gòu)、結(jié)晶性能及滲透性能等方面的影響。選擇的-1-1-1-1PEI分子量分別為600g·moL，1800g·moL，1
3、0000g·moL和70000g·moL，相對應(yīng)改性所得PGOM分別為PGOM-600，PGOM-1800，PGOM-10000和PGOM-70000。結(jié)果表明低分子量PEI改性的PGOM（PGOM-600和PGOM-1800）與GOM為典型的層狀結(jié)構(gòu)。而高分子量PEI改性PGOM（PGOM-10000和PGOM-70000），由于聚合物分子量過大，導(dǎo)致空間位阻增加，破壞了GO間氫鍵和π-π相互作用，最終導(dǎo)致膜的結(jié)晶度下降，層狀結(jié)構(gòu)受到破壞。隨著PEI分子量的增加，膜的滲透通量不呈現(xiàn)線性的增加。GO
4、M的純水通量為27-2-1-1L·m·h·bar，而PGOM-600，PGOM-1800，PGOM-10000和PGOM-70000的-2-1-1-2-1-1純水通量呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，分別為208L·m·h·bar，60L·m·h·bar，-2-1-1-2-1-1450L·m·h·bar和420L·m·h·bar。由于PEI-600分子量較小，引起的GO片層間空間位阻較小，PEI-600上的胺基較多的與GO上的羧基進(jìn)行酰胺化反應(yīng)，導(dǎo)致層狀結(jié)構(gòu)打開，提升了滲透性能。而PEI-1800較PEI-6
5、00分子量較大，導(dǎo)致PEI-1800上胺基與GO上的羧基的接枝率下降，進(jìn)而層間距擴(kuò)大受限，PGOM-1800滲透通量提升小于PGOM-600。PGOM-10000和PGOM-70000由于分子量過大，空間位阻促使PEI-10000和PEI-70000上只有少數(shù)胺基和GO進(jìn)行反應(yīng)。過大的分子鏈破壞了GO間氫鍵和π-π相互作用，導(dǎo)致膜層層狀結(jié)構(gòu)受到破壞，滲透過程類似沙濾，滲透通量大幅提升。GOM和PGOM對所帶不同電荷的染料（剛果紅和甲基藍(lán)）溶液的截留基本為100%，對不同陰陽離子（NaCl，-1-1-
6、1MgCl2，CaCl2，Na2SO4）、不同濃度（1g·L，10g·L，30g·L）鹽的混合溶液的截留低于20%，可以有效的進(jìn)行染料脫鹽的應(yīng)用。其次，在上一章節(jié)的研究基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探索了聚合物和單體接枝物及膜層I上海師范大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要堆積厚度對膜性能的影響。選擇了聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽和1,3-二氨基胍鹽酸鹽進(jìn)行聚合物及單體改性GO，研究對制備所得膜性能的影響。結(jié)果表明，由于聚合物（聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽）的分子量過大，破壞了GO之間氫鍵及π-π相互作用，導(dǎo)致膜層的層狀結(jié)構(gòu)受到破壞。相對應(yīng)的措施
7、為增加膜層堆積量彌補(bǔ)膜層截留效果。以膜層對染料（剛果紅及甲基藍(lán)）溶液的截留效果為100%為基準(zhǔn)，尋找合適的膜層堆積量。聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽改性GO制備所得DGOM-2的-2-2-1-1選擇層堆積量為36.38mg·cm時，其純水通量為887L·m·h·bar，而選擇層-2堆積量為0.97mg·cm的SGOM-2（1,3-二氨基胍鹽酸鹽改性GO制備所得-2-1-1SGOM-2）的純水通量為265L·m·h·bar。DGOM-2與SGOM-2處理剛果紅和-1-1不同陰陽離子（NaCl，MgCl2，CaC
8、l2，Na2SO4）、不同濃度（1g·L，10g·L，-130g·L）鹽的混合溶液時，膜對剛果紅截留保持100%，對不同陰陽離子、不同濃度的鹽截留基本低于20%，可以較好的分離染料分子和鹽離子，應(yīng)用于染料脫鹽。最后，研究溶膠凝膠法制備二氧化鈦改性GO，制備所得Ti-GOM用于探索光催化降解膜表面吸附染料。從光照介質(zhì)（空氣，處理液（即剛果紅溶液）和純水）和光照時間（1h和2h）角度探索光催化降解膜表面吸附染料達(dá)到滲透通量恢復(fù)的最適條件。相比于其他二者，純水為光催化降解最
