石墨烯改性聚丙烯无纺布膜的制备研究

通过改进的Hummers法制备得到氧化石墨烯,进一步通过超声剥离得到单片层氧化石墨烯(GO),用其作为膜改性剂,通过改进的直接浸没涂覆法,对聚丙烯无纺布膜进行表面改性,通过SEM、XRD、FTIR等对改性膜进行表征。结果表明,氧化石墨烯的特征官能团都出现在改性膜上,无纺布膜上负载上片层氧化石墨烯,用0.1 mg/m L的GO分散液浸没涂覆无纺布表面,纯水通量最大,增幅286.8%,高盐废水的通量为241.3%。     

GO-PTFE复合膜强化膜蒸馏深度处理焦化废水

为了提高膜的抗污染抗润湿性能,采用表面涂覆法将氧化石墨烯(GO)结合在聚四氟乙烯(PTFE)膜表面,制备亲水-疏水复合膜用于膜蒸馏深度处理焦化废水,并对比了改性复合膜与未改性原膜的表面特性和膜蒸馏效果,分析了GO表面改性对膜蒸馏效果的强化机制。结果表明,膜表面经过GO改性后接触角由144.2°下降至103.9°,且表面出现羟基、羧基等亲水性官能团,说明膜表面亲水改性成功。GO-PTFE复合膜相比原膜通量提高了36.6%,产水电导率保持在25μS/cm,出水的荧光峰强度明显减弱,说明GO-PTFE复合膜能有效截留焦化废水中的无机盐和有机物,相比原膜的抗污染抗润湿性能显著提高。这种强化过程主要归因于GO良好的亲水性、导热性和特有的纳米孔道对污染物的截留效应。     

胺基化氧化石墨烯复合纳滤膜对染料的截留性能研究

采用N,N-二甲基乙二胺对Hummers法制备的氧化石墨烯(GO)进行荷正电改性,得到胺基化氧化石墨烯(AGO);然后以聚砜超滤膜为基膜,采用压力驱动自组装法分别制备GO和AGO复合纳滤膜,选择阳离子染料亚甲基蓝和阴离子染料甲基橙作为模型染料,考察改性前后GO纳滤膜的纯水渗透通量及其对不同荷电性染料的脱除效果。结果表明,改性后AGO纳滤膜的纯水渗透通量明显高于GO纳滤膜,且相同压力、相同浓度下AGO纳滤膜对亚甲基蓝的脱除率明显高于GO纳滤膜,而对甲基橙的脱除效果与之截然相反,证明N,N-二甲基乙二胺对增强GO表面荷正电性改性成功。     

聚乙烯醇改性无纺布的制备及耐污染性能的研究

采用表面涂覆法,将聚乙烯醇(PVA)薄膜固定在聚丙烯无纺布表面,进行表面亲水改性.通过测定未改性及改性无纺布表面的静态水接触角,评价改性无纺布表面的亲水性;通过测定未改性及改性无纺布牛血清蛋白(BSA)静态吸附量、在膜生物反应器中未改性及改性无纺布表面附着污泥的固定性胞外聚合物(EPSB)和溶解性胞外聚合物(EPSS)动态吸附量和组分(蛋白质/多糖,P/C)以及膜通量,评价改性无纺布的耐污染性能.结果表明,无纺布表面复合PVA薄膜,明显提高了无纺布表面的亲水性,水静态接触角从改性前的86°±1°降至改性后的43°±3°;牛血清蛋白(BSA)静态吸附量降低了83.4%;未改性与改性无纺布的EPSB吸附量相差很小,而EPSS吸附量相差很大;未改性无纺布EPSB和EPSS的P/C均大于改性无纺布;另外,在膜生物反应器运行期间,未改性及改性无纺布的膜通量分别衰减了40%和12%.说明通过复合PVA薄膜,提高无纺布表面的亲水性,能有效抑制蛋白质的吸附和通量的降低,增加无纺布的耐污染性能.     

氧化石墨烯和多壁碳纳米管改性复合膜研究进展

氧化石墨烯(GO)和多壁碳纳米管(MWCTs)因其独特的结构特点和亲水性官能团使其在膜改性方面有很大的潜力。就此,很多学者从多方面展开了改性纳滤/反渗透复合膜的研究工作。本文对近年来国内外用氧化石墨烯和多壁碳纳米管改性纳滤/反渗透复合膜的研究进行综述,阐述了复合膜的污染机理,归纳介绍了共混、传统单体的改性和膜表面接枝涂覆等提高复合膜通量和抗污染的方法。在分析各类方法优劣的基础上,对复合膜的抗污染改性工作进展进行阐述,并对复合膜抗污染性所面临的问题及前景进行了展望。     

硼酸盐交联的层层自组装氧化石墨烯膜的研究

以无机交联剂硼酸盐为交联剂,采用层层自主装法制备层状氧化石墨烯膜。采用FTIR和Raman分析氧化石墨烯(GO)和硼酸盐的交联反应机理,采用DMA测定硼酸盐的加入对膜强度的影响,并测试了GO膜的通量和对染料的截留效果。实验结果表明:硼酸盐与氧化石墨烯的羟基基团収生反应,缠结在GO表面。膜强度有所提升,为GO膜的1.36倍。该复合膜的纯水通量为21.60L/(m~2·h·bar)。对于甲基橙、罗丹明B和亚甲基蓝的截留分别为72.13%、67.08%和71.86%。     

氧化石墨烯含量对聚偏氟乙烯超滤膜结构和性能的影响

采用浸没沉淀相转化法制备不同氧化石墨烯添加量改性聚偏氟乙烯复合超滤膜,并使用扫描电镜和接触角测量仪表征膜片断面结构及亲水性;借助超滤杯测定不同膜片的纯水通量,模拟污染后的水通量恢复率及水通量衰减率;对复合膜对大肠杆菌的抑制性也进行了表征。结果表明:当氧化石墨烯添加量为1%时,改性膜的指状孔结构明显而且较粗,水通量达到最大值为240.7L/(m~2·h);此时改性膜的亲水性、抗污染性较好,水通量衰减率较低,复合膜的抗菌性能较好。     

氧化石墨烯改性聚酰胺膜研究进展

聚酰胺膜广泛应用于海水淡化、苦咸水脱盐及废水处理等领域,复杂、多类型的应用场景对膜性能提出了更高要求。氧化石墨烯（GO）以优异的机械、化学稳定性及亲水性等优点引起了学者的广泛关注。利用GO改性聚酰胺膜,可以改善膜的水通量、抗污染及耐氯性等性能。综述了聚酰胺膜在酸性和含氯溶液中的降解过程,介绍了GO结构特征,重点关注了利用GO在聚酰胺膜支撑层中、支撑层与功能层间、功能层中及功能层表面进行改性以提高膜性能的研究进展,对GO改性聚酰胺膜中金属离子及水传质过程进行了简要介绍。最后,提出未来可以从完善GO改性聚酰胺膜抗污机理、提高GO在膜基质中的稳定性、提高GO在溶液中的分散性及增强GO改性聚酰胺膜耐酸性等方面作进一步研究。     

氧化石墨烯膜对染料和盐的去除特性

氧化石墨烯(GO)膜能通过吸附去除染料和盐,但其通量往往较低.本研究通过过滤制备多壁碳纳米管夹层,再在其上过滤制备GO层,形成三层的MCG膜,夹层的存在极大提高膜的渗水性和通量.随着GO用量的增加,MCG的截留率增大,但通量降低.最优的GO用量推荐为217mg/m2,该膜通量约为180L/(m2·h),对亚甲基蓝的截留...     

亲水性无纺布复合膜的制备及性能研究

将涤纶无纺布浸泡于亲水性单体及添加剂溶液中,利用紫外辐照法引发单体聚合反应,将亲水性聚合物固定在无纺布表面对其进行亲水改性。通过测定改性率和改性度来评价亲水性聚合物在无纺布表面的负载程度;通过测定未改性及改性无纺布的膜通量,考察了改性无纺布表面的透水性;通过ATR-FTIR红外吸收谱图,对改性前后的无纺布表面官能团进行表征。实验结果表明:辐照距离为15cm时,改性率和膜通量同时达到较好的效果,此条件下无纺布复合膜的改性率可达到87.8%,膜通量为1567L/m2·h。ATR-FTIR红外光谱分析表明通过2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)的交联在无纺布表面负载了亲水性-OH、-CONH2和-SO3H。     

溶剂改性氧化石墨烯(GO)杂化反渗透膜性能的研究

研究了不同聚砜(PSF)底膜溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)浸泡时间、氧化石墨烯(GO)添加量对改性GO纳米杂化反渗透膜(GO-RO膜)性能的影响。结果表明,底膜在40℃、DMF质量分数30%的水溶液中浸泡50 min后,所得GO-RO膜具有较好的分离性能,水通量为85 L/(m~2·h),截留率为99.1%,水通量较底膜未浸泡的GO-RO膜提高近75%。使用浸泡50 min的底膜所制备的GO-RO膜在添加GO的质量分数为0.05%时,膜表面GO团聚较少,性能较为优良,水通量为80 L/(m~2·h),截留率为99.1%,水通量较空白对照组提高近100%。原子力显微镜分析显示,随着GO添加量的增加,膜表面粗糙度不断的增加;X射线光电子能谱仪分析显示,随着GO添加量的增加,膜分离层中GO含量也不断的增加。     

壳聚糖/无纺布复合膜的制备及其耐污染性能研究

采用内表面涂覆法,制备天然高分子壳聚糖与聚丙烯无纺布的复合膜。环境扫描电子显微镜观察发现,壳聚糖/无纺布复合膜的形态结构变化较小。衰减全反射-傅立叶变换红外光谱分析表明膜表面引入了-OH和-NH2。复合膜表面的亲水性明显提高,水动态接触角从基膜的95°降至改性后的33.4°。通过考察膜的清水通量和阻力及MBR运行出水的粒径分布,分析基膜及复合膜的渗透和截留性能,表明复合膜的渗透能力和截留能力比基膜均有提高。对复合膜的抗污染性能进行了分析,结果表明复合膜表面BSA的静态吸附量降低了96.5%,在MBR中持续运行60小时后,纯水通量降低率比无纺布基膜低24.66%,通量在水洗和化学清洗后的恢复率比基膜分别高38.76%和35.78%,而污染后的比通量是基膜的1.85倍。表明无纺布膜在经过壳聚糖改性后,抗污染能力明显增强。     

自支撑石墨烯炭膜的制备及气体分离性能

通过溶剂蒸发法得到聚酰胺酸(PAA)与氧化石墨烯(GO)的复合石墨烯膜,并经600℃炭化制备了具有良好柔韧性的仿贝壳珍珠层结构的自支撑石墨烯炭膜。通过X射线衍射和场发射扫描电镜对薄膜微观结构进行表征,并测试不同PAA固含量制备的石墨烯炭膜对CO2和CH_4的分离性能。结果表明,炭化后,GO被还原成石墨烯,呈层状堆叠,堆叠的层间填充了空穴和残炭;石墨烯炭膜的CO2渗透通量和CO2/CH4分离理想选择性随PAA加入量增加,CO_2通量最高可达824 barrer,此时CO2/CH4理想选择性达38.9。石墨烯层骨架和碳分子筛构成石墨烯炭膜的气体传输通道,本研究成果为柔性自支撑气体分离炭膜的制备开辟了新思路。     

羧基功能化石墨烯/聚偏氟乙烯混合基质超滤膜的制备及性能

以石墨烯/聚偏氟乙烯(PVDF)杂化超滤膜为研究对象,针对氧化石墨烯(GO)与PVDF相容性差且分散不均存在界面缺陷的问题。从GO表面官能团设计出发,采用羧基化方法对GO进行功能化处理得到羧基化氧化石墨烯(GO-COOH,GC)。通过浸没沉淀相转化技术制备了GO/PVDF和GC/PVDF混合基质超滤膜,对比探讨了两种超滤膜的性能(纯水通量、截留率、耐污染性能、机械性能及亲水性)。结果表明,当添加量为2.5wt%时,GC/PVDF超滤膜的纯水通量为GO/PVDF体系的1.5倍,接触角降低了13.9%,拉伸强度和断裂伸长率分别提高了1.3倍和1.1倍。GC/PVDF超滤膜的综合性能较好,膜的浓差极化阻力、可逆污染阻力、膜自身的阻力及过滤BSA溶液的阻力均较小,混合基质超滤膜的性能由GC的亲水性和相容性共同决定。     

紫外辐照接枝甲基丙烯酸对无纺布性能影响的研究

以二苯甲酮作为光引发剂,利用紫外辐照法引发单体接枝聚合反应,将亲水性单体甲基丙烯酸接枝在无纺布表面对其进行改性。通过测定接枝率,评价聚合物在无纺布表面的接枝程度;通过测定未改性及改性无纺布的膜通量,考察了改性无纺布表面的透水性;通过ATR-FTIR红外光谱和扫描电镜(SEM)对改性前后无纺布进行结构表征。实验结果表明:单体体积分数20%,辐照距离20cm,辐照时间40min,光引发剂二苯甲酮浓度0.1mol/L时,接枝率和膜通量达到最大值,分别为20%和1387L/m2·h。ATR-FTIR红外光谱分析表明无纺布表面负载了亲水性-COOH。     

氧化石墨烯/聚丙烯腈小分子层层自组装复合膜的制备及研究

小分子层层自组装法制备得到复合膜。通过二乙烯三胺改性聚丙烯腈膜来增强复合层的稳定性,在小分子层层自组装过程中引入氧化石墨烯(GO)来提高分离膜的综合性能。采用扫描电子显微镜(SEM)、水接触角测试(WCA)、分离性能和抗污性能测试等手段对分离膜的表面形貌和性能进行了表征。研究表明添加GO能够有效提高分离膜的亲水性、渗透性、截留率和抗污性能。     

石墨烯掺杂聚砜基正渗透膜的结构和性能

采用相转化法分别制备了掺杂有石墨、石墨烯和氧化石墨烯的聚砜正渗透(FO)膜支撑层,通过间苯二胺和均苯三甲酰氯间的界面聚合在支撑层表面制备了聚酰胺活性层。采用扫描电子显微镜(SEM)表征膜表面和断面的结构形貌,测定膜孔隙率和亲水性,考察不同掺杂物时FO膜的性能。结果表明,掺杂石墨烯和氧化石墨烯,支撑层断面结构更加疏松,孔隙率和纯水透过常数(PWP)明显增加,制备的相应FO膜性能得到改善,水通量增大。掺杂石墨则导致支撑层上表面变粗糙,断面结构密实,其孔隙率减小,PWP值降低,膜性能变差。其中,掺杂了氧化石墨烯的FO膜表现出最好的性能,水通量在活性层朝向驱动液侧(AL-DS)模式下可达37.10L/(m~2×h),相比无掺杂FO膜增加了38.7%。     

石墨烯柔性导电涤纶织物的制备与性能

用乙二胺(EDA)和氢氧化钠对涤纶织物进行改性,得到氨基化改性涤纶。将改性涤纶浸渍氧化石墨烯(GO)溶液,涤纶表面的GO还原成还原氧化石墨烯(RGO)后得到具有导电性能的涤纶织物。采用SEM和Raman光谱对导电涤纶织物进行表征,并对其耐洗和耐摩擦性能进行了测试。结果表明,涤纶织物经150 mL EDA/L浴液和50 g/L氢氧化钠改性后对GO的吸附能力增强,织物导电性增加;改性涤纶的最佳导电整理工艺条件为:GO溶液质量浓度为2 g/L,pH=6,6 g/L保险粉在95℃还原60 min。在该条件下,织物上GO能够被较充分还原,改性涤纶的表面电阻值为14.575kΩ。SEM结果表明,未经改性的涤纶织物表面光滑,经导电整理后织物表面覆盖一层石墨烯薄膜;Raman光谱证实涤纶织物表面沉积了RGO,且织物上的GO被较充分还原。     

聚偏氟乙烯复合膜的抗污染改性探究

为改善制约膜技术发展的因素之一的膜污染问题,对一种聚偏氟乙烯(PVDF)复合膜进行了抗污染改性研究,通过对改性膜的微观结构、机械强度、水接触角、水通量等进行分析,探讨了铸膜液溶剂、致孔剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)及氧化石墨烯(GO)对共混膜的性能影响。结果表明,添加质量分数1.5%的PVP及质量分数0.15%的GO的PVDF复合膜的水接触角从68.8°减小为54.5°,水通量高达10.55 m3/(m2·h·MPa),而且改性膜对污染物的截留率和通量恢复率都获得了提升,其抗污染能力增强。     

紧实型GO/PVDF复合膜对有机染料的去除性能研究

采用氧化石墨烯(GO)改性PVDF膜,利用浸没沉淀相转化的方法制备了紧实型GO/PVDF复合膜,对膜的亲水性、纯水通量和表面Zeta电位等性能进行了考察,并选择罗丹明B和甲基橙分别代表正负电荷染料,对膜的吸附、脱附和截留性能进行了考察。结果显示,膜的纯水通量从45.10 L/(m~2·h)增加到58.40 L/(m~2·h)。GO含量为0.50%(质量)时(M2),膜的综合性能较优。GO/PVDF复合膜对罗丹明B的吸附效果较好,1.5 d之后,M0～M3的吸附量分别为1.02、1.24、1.79和1.49 mg/g。乙醇对罗丹明B的脱色率达到80%以上。膜对甲基橙的吸附效果较差,M2的吸附量仅为0.46 mg/g,0.10 mol/L HCl溶液对甲基橙脱色率达到86%以上。膜对两种染料的截留率均保持在57.60%和57.20%以上。为纳米材料改性有机膜的制备以及对有机染料的去除提供了一定的科学依据。