用于水质净化的氧化石墨烯膜研究进展

氧化石墨烯膜具有超高的水通量、可控的层间距以及卓越的分离性能,这些优异的特性使氧化石墨烯膜有望成为新一代膜材料并用于水环境中物质的精确分离。对氧化石墨烯膜的研究已经取得了许多重要的成果,本文系统地阐述了用于水质净化的氧化石墨烯膜的结构特性和构效关系,总结了氧化石墨烯膜典型的制备方法,重点介绍了氧化石墨烯膜的改性方式,概述了氧化石墨烯膜在多种水环境中的应用,总结并展望了氧化石墨烯膜的发展方向,为设计和合成高性能氧化石墨烯膜用于水质净化提供新的思路。     

氧化石墨烯分离膜的制备及其水处理领域的应用进展

氧化石墨烯优越的物理化学性能和膜技术的广泛应用使氧化石墨烯分离膜成为解决水环境污染和水资源短缺问题最具潜力的手段之一。本文简要介绍了氧化石墨烯分离膜的概念、分类和制备方法,在氧化石墨烯分离膜的制备方法中,表面改性的氧化石墨烯膜和氧化石墨烯杂化复合膜的相关研究报道比较多;梳理了最近几年氧化石墨烯分离膜在水处理领域的应用研究,主要包括重金属的去除、脱盐、抗菌、油水分离、染料脱色以及天然有机物的去除。详细介绍了氧化石墨烯分离膜的独特分离性能和分离机理,氧化石墨烯能够改善原有聚合物膜的某些性能,比如提高水通量、污染物截留率、膜的机械强度和抗污染性等,分离机理主要为尺寸筛分机制和电荷效应。最后,展望了氧化石墨烯分离膜在水处理领域未来的发展和面临的挑战。     

氧化石墨烯膜在浓盐水分离领域的应用研究

随着工业废水资源化利用的发展，膜分离技术由于其分离效率高、占地面积小以及易于操作管理等优点，成为废水资源化利用过程中不可或缺的工艺技术。而氧化石墨烯作为石墨烯的衍生物，具有超高的水通量、可控的层间距以及优异的分离性能，广泛应用于海水淡化和污水处理等领域。为探究氧化石墨烯膜对工业实际浓盐水的分离效果，对氧化石墨烯膜的制备及分离效果进行了探究。实验结果表明，以13.81 mg/m2制备氧化石墨烯膜为最佳，制备的氧化石墨烯膜对0.6 mol/L的氯化钠溶液具有20.43%的截留率，对0.2 mol/L的硫酸钠溶液具有25.49%的截留率，对实际工业浓盐水SO42-和Cl-分别具有17.98%～19.83%和21.23%～23.33%的截留率。制备的氧化石墨烯膜，在较低的压力作用下，能够展现出较好的分离能力，是一种具有良好应用前景的水处理膜材料。     

石墨烯基材料在CO2分离膜领域的研究进展

节能高效的CO₂分离技术的开发具有重要的现实及长远意义,膜法CO₂分离在该领域备受关注,具有优异传质特性的新型分离膜材料对膜分离过程有决定性的影响。近年来,石墨烯及其衍生材料因独特的单原子层厚度、亚纳米级别的孔道结构以及优异的机械、化学和热稳定性,成为气体分离膜领域的研究热点,膜的加工难度、技术成本、大面积制备、工作稳定性等问题是限制其实际应用的关键因素。石墨烯基CO₂分离膜主要有三种形式：纳米孔石墨烯膜、层状结构氧化石墨烯膜、基于石墨烯及其衍生材料的混合基质膜。本文综述了石墨烯基CO₂分离膜领域的突破性研究进展,重点介绍了气体的跨膜传质机理和膜的构性关系,总结了膜性能的优化思路和原理,梳理了石墨烯基CO₂分离膜发展面临的挑战,提出了潜在的研究方向。分析表明,进行系统的理论研究,采用先进的表征手段,以建立膜构性关系的理论模型,指导膜结构设计是未来研究的重点。此外,进一步降低膜加工成本,充分研究膜在实际工作环境中的稳定性也至关重要。     

高稳定性氧化石墨烯净水分离膜的制备和应用进展

利用氧化石墨烯特殊的纳米片层结构,可以实现对有机物分子、无机盐离子等污染物的截留,达到净水的目的.从提高稳定性和改善性能的角度出发,综述了层间支撑型氧化石墨烯净水分离膜、交联型氧化石墨烯净水分离膜、还原型氧化石墨烯净水分离膜及多手段协同作用型氧化石墨烯净水分离膜的制备及应用,为获得具有高稳定性、优异截留选择性的氧化石墨烯净水分离膜提供了思路.     

管式氧化石墨烯复合分离膜的制备及其液体分离性能的研究

首先利用热涂敷的方法在多孔氧化铝管式载体上制备纳米二氧化硅涂层,从而改善氧化铝管的孔尺寸及表面粗糙度。再采用抽真空的方法在修饰后的载体上制备氧化石墨烯分离膜。使用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和红外光谱(IR)对氧化石墨烯、二氧化硅涂层及复合分离膜进行了的结构及形貌表征。结果表明,采用二氧化硅修饰后的载体有利于获得致密的石墨烯膜。将所制备的氧化石墨烯膜用于染料和盐的水溶液分离研究,实验结果表明氧化石墨烯膜对甲基橙、亚甲基蓝和罗丹明B的截留率达到99%以上,对水的渗透通量达到0.5 kg/(m2*h*bar)。连续渗透实验结果表明,制得的氧化石墨烯膜在30 h后渗透性能达到稳定,连续运行100 h后,膜的选择性以及渗透通量基本上保持不变,说明制备的氧化石墨烯膜具有良好的稳定性。     

水处理应用石墨烯分离膜的制备工艺研究进展

从石墨烯基分离膜的结构和功能角度出发,阐述了纳米孔石墨烯分离膜、氧化石墨烯(GO)片层堆叠分离膜及GO聚合物复合膜的制备方法,分析了该领域面临的问题及应用前景,石墨烯及其衍生物具有特殊的选择分离特性,是制备新一代水处理膜的研究热点。认为现有制备工艺仍然存在不足和缺陷,设计和调控纳米孔道是实现低污染、高通量的重要手段,在实现大规模制备的同时保证膜的分离性能、如何从绿色的角度出发制备复合膜,是未来的研究方向。     

稳定氧化石墨烯陶瓷复合膜制备以及分离性能的研究

文章以氧化铝陶瓷管作为载体,利用抽真空的方法制备了氧化石墨烯陶瓷复合膜。探索了氧化石墨烯分散液的pH对所制备的氧化石墨烯陶瓷复合膜水稳定具有很大的影响,研究发现石墨烯分散液为酸性的时候,所制备的氧化石墨烯陶瓷复合膜的水稳定性最好;利用拉曼(Raman),扫描电镜(SEM)等对氧化石墨烯膜的结构及性质进行了表征。利用氧化石墨烯膜对盐进行了分离性能的测试,研究发现氧化石墨烯膜对NaCl、CaCl_2和MgSO_4的截留率分别为55%、80%和82%。     

氧化石墨烯膜的制备方法研究进展

氧化石墨烯(GO)作为一种新型二维材料,在能源、环境、石油化工、生物医药、光电材料、催化等领域有巨大的应用潜能。当氧化石墨烯膜用于分离时,有着与传统膜过程不同的分离机理。氧化石墨烯膜的层间距可以通过制备方法进行调节以实现离子、分子等物质的精确筛分。总结了由氧化石墨烯溶液制备氧化石墨烯膜的主要制备方法,如真空过滤法、旋涂法、浸涂法、静电自组装法等。     

离子液体-氧化石墨烯膜材料在CO2分离领域的研究进展

离子液体是一种饱和蒸汽压低、结构可设计、稳定性强、液态温度范围宽的绿色溶剂,同时对CO2又有较高的溶解度,因此成为当前CO2分离领域的研究热点材料。将离子液体和二维纳米材料结合得到的分离膜材料兼具离子液体和二维纳米材料的优势,在气体分离方面展现了良好的应用前景。其中,离子液体和氧化石墨烯的结合备受关注。针对这一热点问题,本工作综述了国内外通过氧化石墨烯、离子液体及离子液体?氧化石墨烯膜材料在CO2分离方面的研究和进展。相关研究表明,离子液体?氧化石墨烯膜材料具有较好的CO2选择性能、渗透性能和稳定性能,是一种非常有潜力的CO2分离材料。最后,提出了利用离子液体、氧化石墨烯及离子液体?氧化石墨烯膜材料进行CO2捕集分离的未来研究挑战和展望。     

高通量抗污染氧化石墨烯膜研究进展

水资源短缺与水污染是21世纪人类面临的共同挑战之一。膜技术具有低能耗和低成本等优点,是一种绿色高效的水处理技术。氧化石墨烯具有分子级的厚度和优异的化学稳定性,是一种优异的二维膜材料,在水处理膜领域具有重要应用前景。综述了氧化石墨烯膜在水处理领域的研究进展,针对膜技术面临的通量低和膜污染的挑战,以氧化石墨烯膜通道和表面构建中的介尺度问题为重点,探讨了不同尺度插层材料对氧化石墨烯膜通道结构与分离性能的影响,并分析了氧化石墨烯膜抗污染表面构建策略及对不同尺度污染物的抗污染机制。最后,对高通量抗污染氧化石墨烯膜研究进行了总结和展望。     

交联型氧化石墨烯复合膜在水处理中的应用研究进展

近年来,氧化石墨烯基纳米材料作为一种新型的膜材料,以其优异的机械强度、良好的物理化学稳定性和独特的二维结构,在水处理方面表现出优异的分离性能。本文综述了氧化石墨烯基膜的制备方法,介绍了交联型氧化石墨烯复合膜在纯水渗透通量、无机盐截留性能、膜稳定性方面的性能特点以及在超滤、纳滤和反渗透领域的研究进展,并对其在水处理领域的应用前景进行了展望。     

自具微孔聚合物在渗透汽化膜分离中的应用进展

介绍了自具微孔聚合物(PIMs)及其改性膜材料在渗透汽化膜分离领域中的应用研究进展,评述了在优先脱有机物、优先脱水以及有机混合物分离3个领域中所应用的PIMs膜的分子结构设计、改性方法以及分离效果.PIMs是一种依靠自身分子扭曲而具有大量微孔的新型聚合物,具有憎水性以及均一的孔结构,对于不同体系中的目标分离物均有较好的...     

陶瓷分离膜的制备、过滤机理和应用研究

介绍了陶瓷分离膜的制备方法和膜的过滤机理,同时从陶瓷分离膜的微观结构、膜材料表面性质、应用体系的性质以及操作参数对膜分离性能的影响进行了综述与分析,最后介绍了陶瓷膜的应用前景和未来的研究方向。     

类石墨烯氮化碳制备及其在气体分离领域中应用的研究进展

首先介绍了类石墨烯氮化碳(g-C₃N₄)的起源、发展、结构及其性质，总结了g-C₃N₄的制备方法；然后综述了g-C₃N₄在气体膜分领域中的研究，详细介绍了膜的制备、分离性能及分离机理；最后，对g-C₃N₄在膜分离领域未来的研究方向进行了展望。     

氧化石墨烯分离膜的构建及影响其渗透与截留的因素综述

膜分离技术对水资源的循环利用具有重要意义。氧化石墨烯（GO）构建的过滤膜具有可调节的纳米层间距,有利于实现膜通量与截留率的平衡。本文介绍了GO膜结构的构建方式及改性方法。在此基础上,进一步对影响GO膜渗透与截留的因素进行了综述。最后概述了GO膜在水处理中的应用,总结并展望了GO膜的发展方向,这对之后研究人员构建高质量的GO膜提供了一定的参考。     

膜分离技术处理工业废水研究进展

综述了膜分离技术处理工业废水的最新进展与应用现状。分别就微滤、超滤、纳滤、反渗透技术以及分离膜与其他工艺结合处理工业废水作了详细介绍,同时介绍了膜污染与清洗的研究现状,针对膜分离技术处理工业废水的不足,提出对膜材质、膜表面修饰等技术的改进有利于更加有效地处理工业废水,最后展望了膜分离技术在工业废水应用方面的发展前景。     

膜分离技术处理工业废水研究进展

综述了膜分离技术处理工业废水的最新进展与应用现状。分别就微滤、超滤、纳滤、反渗透技术以及分离膜与其他工艺结合处理工业废水作了详细介绍,同时介绍了膜污染与清洗的研究现状,针对膜分离技术处理工业废水的不足,提出对膜材质、膜表面修饰等技术的改进有利于更加有效地处理工业废水,最后展望了膜分离技术在工业废水应用方面的发展前景。     

氧化石墨烯液晶相结构的调控及应用进展

氧化石墨烯液晶（GOLCs）是氧化石墨烯薄片分散在水或极性有机溶剂中形成的宏观介晶有序、微观各向异性的液晶相,在自组装膜、储能、液晶显示器和超强纤维等领域展现良好的应用前景。本文首先介绍了氧化石墨烯液晶具有向列相、层状相和手性相等结构特征;具体综述了氧化石墨烯液晶相变的影响因素、调控途径及其原理,包括氧化石墨烯的尺寸及其分布、氧化石墨烯的氧化程度、氧化石墨烯在溶液中的质量/体积分数、溶剂的极性、溶液的pH以及添加盐的种类、浓度,外界施加的电场或磁场;最后简单介绍了氧化石墨烯液晶在电化学及其他方面的潜在应用。本文为调控氧化石墨烯液晶的相结构、开发多功能氧化石墨烯液晶及拓宽氧化石墨烯液晶的应用领域提供了理论指导。     

PVDF/PMMA复合材料膜的性能及应用

介绍了聚偏氟乙烯(PVDF)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合材料膜以及引入石墨烯之后复合材料膜的性能和应用研究。相关研究表明:PVDF/PMMA复合材料膜在新能源、水处理以及医疗领域有重要的应用价值,在新型膜材料领域具有极大的发展潜力。