氧化石墨烯/碱式硫酸铝掺杂聚醚砜/聚酰胺复合纳滤膜的制备及其性能

先由氧化石墨烯(GO)、硫酸铝和尿素通过水热法制得氧化石墨烯/碱式硫酸铝(GO-BAS)复合物,继与哌嗪(PIP)溶液共混作为水相;均苯三甲酰氯(TMC)溶于正己烷作为有机相;采用界面聚合法使两相单体在聚醚砜(PES)基膜表面形成聚酰胺(PA)功能层,制得氧化石墨烯/碱式硫酸铝复合物掺杂的聚醚砜/聚酰胺(PES-PA-GO-BAS)复合纳滤平板膜,并在较低的工作压力(0.3 MPa)下对其进行性能研究。其对无机盐溶液的截留率依次为:Na——2SO_4(91.08%)MgSO_4(83.42%)MgCl——2(68.97%)NaCl(17.62%);纯水通量可达24.19 L·m~(-2)·h~(-1),较之聚酰胺纳滤膜提高了近60%,且具备良好的稳定性和耐碱性。     

纳米氧化石墨烯/芒硝基复合相变材料的制备及其热性能

针对芒硝相变材料因过冷度大、相分层严重导致相变潜热存储循环寿命缩短的问题,以Na₂SO₄·10H₂ONa₂CO₃·10H₂O-NaCl相变材料体系为基体、改进的Hummers法结合冷冻干燥和球磨工艺改性制备的亲水性纳米氧化石墨烯（Nano-GO）为添加剂,制得纳米氧化石墨烯/芒硝基复合相变材料（GO-MCPCMs）。结果表明：氧化处理过的纳米氧化石墨烯中O/C比例增加了65.75%,结构缺陷水平由0.224增至1.088,无团聚现象;纳米氧化石墨烯/芒硝基复合相变材料的结晶相变温度增至约23℃、过冷度减小至0℃、相分层消除,该复合相变体系中Na₂SO₄结晶体全部结晶为晶粒长度尺寸近于2 cm的Na₂SO₄·10H₂O;500次固-液循环前后含氧化石墨烯质量分数为0.075%的GO-MCPCMs结晶潜热值分别为156.7 J/g和149.9 J/g,...     

基于胺基改性纳米SiO2的有机-无机杂化纳滤膜制备与性能

以聚醚砜纳滤膜为基膜，采用胺基改性纳米SiO₂掺杂树状聚酰胺-胺(PAMAM)作为水相改性剂制备了一类有机-无机复合纳滤膜。通过条件优化实验确定较佳界面聚合条件为有机相单体w(均苯三甲酰氯)=0.5%、w(PAMAM)=0.3%、w(SiO₂)=0.3%、处理时间90 s、处理温度80℃。在该条件下，纳滤膜对无机盐的截留率为67.3%、通量为31.3 L/(m²·h),对模拟污水的分离性能优于采用未改性纳米SiO₂制备的有机-无机复合纳滤膜。制备的纳滤膜对4种模拟矿化污水的截留顺序为Na₂SO₄>KCl>CaCl₂>MgCl₂。     

聚电解质复合纳滤膜的制备及其截盐性能研究

采用静电诱导法，通过铸膜液中带负电的磺化聚醚砜(SPES)和凝固浴中带正电的聚乙烯亚胺(PEI)在相分离时形成的相互吸引作用，在聚醚砜(PES)膜表面形成聚电解质分离层，再经过交联处理和热处理制得聚醚砜复合纳滤膜。结果表明，当铸膜液中SPES/PES比例为4/17，凝固浴中加入的PEI分子量为10 000 g/mol时，所制得的纳滤膜在较低测试压力(0.3 MPa)下对硫酸镁(MgSO₄)和硫酸钠(Na₂SO₄)的截留率分别为91.1%、85.7%，对其溶液的渗透性能分别为71.4 L/(m²·h·MPa)、75.9 L/(m²·h·MPa)。     

ZnFe2O4/NiAl/RGO复合材料的制备及其光催化降解抗生素性能

通过简单的溶剂热法制备了可磁分离的石墨烯基铁酸锌/镍铝层状双氢氧化物(ZnFe₂O₄/NiAl/RGO)光催化剂,实现了ZnFe₂O₄/NiAl/RGO纳米复合物的可控生长与氧化石墨烯(GO)的还原同步进行,并将所制备的催化剂用于环丙沙星(CIP)的催化降解。采用X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis)、拉曼光谱(Raman)和透射电子显微镜(TEM)对光催化剂复合物的组成与形貌进行了分析。结果表明：ZnFe₂O₄/NiAl颗粒成功负载在石墨烯表面,NiAl层状双金属氢氧化物的复合可有效增强ZnFe₂O₄在可见光范围的响应,还原氧化石墨烯(RGO)可抑制ZnFe₂O₄/NiAl异质结的团聚,提高光催化性能。在模拟可见光照射下CIP的光降解效率约为96.2%,准一级动力学常数分别是ZnFe₂O_...     

聚醚砜膜接枝氧化石墨烯改性膜吸附铅离子的研究

聚醚砜膜和氧化石墨烯都是良好的吸附材料,通过改性、接枝将二者组合,制备一种新型吸附材料聚醚砜膜接枝氧化石墨烯改性膜用于吸附Pb^2+。通过IR对膜进行了表征,考察了该膜对Pb^2+的吸附性能。研究了吸附时间、温度、溶液pH、溶液浓度、氧化石墨烯含量和氨基化剂量对吸附量的影响,检验了膜的重复使用性能。实验结果表明,在最佳吸附条件为温度55℃、pH=6.18、氧化石墨烯含量3.3%、3 mL氨基化试剂;膜重复使用4次后吸附量仍能达到初次吸附量的72.75%,表明聚醚砜膜接枝改性氧化石墨烯氨基羧酸是一种优良的吸附材料。     

氧化石墨烯-陶瓷复合纳滤膜的层层自组装制备及其性能

氧化石墨烯（GO）的片层边缘含有 COOH等含氧官能团,因而带负电荷,可以在带正电荷多孔基体上通过层层自组装实现快速沉积。以由3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）修饰的多孔氧化铝管式陶瓷膜为基膜,令GO和聚乙烯亚胺（PEI）以溶液形态在其表面交替沉积实现自组装,继以环氧氯丙烷（ECH）交联之,制备新型氧化石墨烯-陶瓷复合纳滤膜。最佳制备工艺是,PEI浓度5 g·L^-1、pH=9,NaCl浓度0.3 mol·L^-1,GO浓度0.6 mg·ml^-1、pH 4.5,层数2层,ECH用量6.25 ml·L^-1,50℃条件下处理70 min。层数为1～4层的自组装膜在0.6 MPa操作压力下对2 g·L^-1的MgCl₂的截留率分别为90.16%、93.71%、97.54%、92.93%,其中1层自组装膜的渗透通量为21.92 L·m^-2·h^-1。氧化石墨烯-陶瓷复合纳滤膜对4种无机盐的截留率大小为MgCl₂ >MgSO₄ > NaCl >Na₂SO₄,符合典型正电荷纳滤膜的特征。     

微波蚀刻法制备RGO-BiOCl/Bi2WO6异质结型催化剂及其催化性能

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯,以Bi（NO₃）₃·5H₂O、KCl、Na₂WO₄为原料,采用微波蚀刻法在其基础上负载BiOCl/Bi₂WO₆。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、比表面积测定仪（BET）、紫外-可见漫反射（UV-Vis）及透射电镜（TEM）等对所制备的催化剂进行表征。以RhB作为目标降解物,考察其光催化性能。结果表明,当RGO：RGO-BiOCl（质量比）为2%、Bi₂WO₆：RGO-BiOCl/Bi₂WO₆（摩尔比）为50%,降解率可达94.6%,远高于纯BiOCl。     

NiMn2O4/还原氧化石墨烯复合材料的制备及其超级电容性能

采用水热法制备了NiMn₂O₄/还原氧化石墨烯（NiMn₂O₄/rGO）复合电极材料,研究了石墨烯对NiMn₂O₄/rGO材料形貌、微观结构及电化学性能的影响。结果表明：NiMn₂O₄纳米片沉积在石墨烯片的表面,聚集现象消失。与纯NiMn₂O₄相比,NiMn₂O₄/rGO具有高的比表面积和优良的电化学性能。在1A/g时具有1375F/g的比电容,而纯NiMn₂O₄的比电容为924F/g。5000次充放电后,NiMn₂O₄/rGO在5A/g时的比电容保留率为90%,而NiMn₂O₄的比电容保留率为78%。NiMn₂O₄/rGO表现出良好的电容性能,作为超级电容器电极材料具有广泛的应用前景。     

杂多酸的共价负载及其对四氢噻吩氧化性能研究

首先采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯（GO）,用3-氨丙基三甲氧基硅氧烷（KH540）对GO进行表面改性,制得氨基改性氧化石墨烯NH₂-GO。然后,通过γ-(2,3-环氧丙基) 三甲氧基硅烷对单缺位的Dawson型磷钨酸盐K₁₀[α-P₂W₁₇O₆₁]·20H₂O（P₂W₁₇）进行环氧基改性,制得环氧基改性的EPO-P₂W₁₇。最后,借助NH₂-GO与EPO-P₂W₁₇之间的席夫碱反应实现P₂W₁₇在GO上的共价固载,制得复合催化剂P₂W₁₇/GO。采用FT-IR、UV-Vis、TG、XPS、TEM等对复合材料的结构和组成进行了表征。以四氢噻吩（THT）作为催化评价的对象,初步考察了P₂W₁₇/GO的催化氧化活性。实验结果表明,共价负载在GO上的P₂W₁₇分散性良好,且复合催化剂P₂W₁₇/GO对THT表现出良好的催化活性和高的选择性。较小的P₂W₁₇/GO用量（0.02 g）下,以H₂O₂为氧化剂,反应75 min,THT转化率达100%;相对于EPO-P₂W₁₇,其催化活性提高了1.7倍;其催化H₂O₂氧化THT的过程符合准一级动力学模型。此外,该催化剂具有良好的重复使用性。     

纳米粒子/氧化石墨烯改性复合膜制备及其分离性能研究

采用真空抽滤-压力喷涂的方法，以聚酰胺纳滤膜为基膜，制备了氧化石墨烯和二氧化钛纳米粒子质量比为1∶1、2∶1、3∶1和4∶1的复合膜GOT1、GOT2、GOT3和GOT4以及氧化石墨烯和二氧化硅纳米粒子质量比为1∶1、2∶1、3∶1和4∶1的复合膜GOS1、GOS2、GOS3和GOS4。通过SEM、EDS、XPS和GIWAXS方法对GOT复合膜和GOS复合膜进行了分析表征，结果表明，氧化石墨烯和纳米粒子均匀负载在聚酰胺纳滤膜表面。研究了复合膜的性能，并推测了复合膜的净水机理。其中GOT复合膜在0.75 MPa下水通量可达50 L·m^-2·h^-1,相较于原始基膜提高了25%,显示出了最佳的水通量性能，并且在保持较高通量的同时，对盐溶液和重金属离子的截留率仍能维持在90%左右。真空抽滤-压力喷涂的方法为氧化石墨烯复合膜的制备提供一种新的工艺思路，为废水处理提供了一种更高净化效率的复合膜。     

GO/Al2O3复合纳滤膜的制备及其稳定性能研究

以平均孔径为20 nm的Al₂O₃管式超滤膜为载体,经多巴胺改性后,利用压力驱动沉积法成功制备出能在水溶液中长期稳定的GO/Al₂O₃复合纳滤膜,并通过改变负载量实现了对GO层厚的调控。结果表明,随错流时间的延长,不同GO负载量下GO/Al₂O₃复合纳滤膜的纯水渗透系数均呈现先降低后稳定的趋势。且随着GO负载量的增加,稳态纯水渗透系数逐渐降低;当GO负载量增加到90 mg/m²后,GO/Al₂O₃复合纳滤膜对一二价盐的渗透系数与截留率均无显著变化。同时,由于盐测试过程中残余的盐离子在GO片层间产生了交联作用,从而导致随着在纯水中存放时间的延长,不同GO负载量的GO/Al₂O₃复合纳滤膜对一二价盐的截留率均呈上升趋势。GO负载量为140 mg/m²的GO/Al₂O₃复合纳滤膜在水中浸泡680 h后对1 mmol/L Na₂SO₄的截留率可达到91.0%。GO/Al₂O₃复合纳滤膜对四种一二价盐的截留率满足：R(Na₂SO₄) > R(MgSO₄) > R(NaCl) > R(MgCl₂)。     

聚乙烯醇-SiO2/聚酯无纺布膜的制备及性能研究

采用聚酯无纺布(PET)作为支撑层,利用相转换法在PET表面制备聚乙烯醇(PVA)或PVA-SiO₂活性层,得到了PVA/PET复合膜与PVA-SiO₂/PET复合膜。考察了2种复合膜的过滤性能和污染行为。结果表明,PVA中加入质量分数4%纳米SiO₂颗粒,复合膜的接触角降至33.1o,亲水性显著增强,而膜孔径减小至3.1 nm,降低了85.5%,PVA/PET超滤膜转变为PVA-SiO₂/PET纳滤膜(0.6 L/(m²·h))。PVA-SiO₂/PET复合纳滤膜对海藻酸钠的抗污染性能较强。纳米SiO₂对复合膜的污染机制无明显影响,模拟污染物对复合膜的污染机制以标准堵塞为主。     

MOF-199@GO改性PVDF荷电纳滤膜的制备及其性能

采用原位生长法制备了MOF-199@氧化石墨烯（GO）纳米复合材料,并对聚偏氟乙烯（PVDF）支撑膜进行表面改性,以克服PVDF膜表面疏水性。通过界面聚合反应,制备了基于MOF-199@GO改性PVDF的聚酰胺复合荷电纳滤膜。采用XRD、SEM、TEM、AFM和zeta电位等手段表征了MOF-199@GO复合材料及MOF-199@GO改性PVDF聚酰胺复合纳滤膜的结构及微观形貌,并测试了MOF-199@GO改性PVDF聚酰胺复合纳滤膜的脱盐性能。结果表明：通过MOF-199@GO复合材料对PVDF支撑膜的表面改性,有效克服了PVDF支撑膜的疏水性,实现了表面聚酰胺薄层的均匀连续生长,荷电纳滤膜表面荷负电性能显著增强,其中经MOF-199@GO充分改性的复合荷电纳滤膜表现出优异的脱盐性能,对MgSO₄、Na₂SO₄、NaCl和MgCl₂四种盐的截留率分别达到了93.56%、93.04%、87.48%和87.11%。     

Preparation and properties of MOF-199@GO modified PVDF charged composite nanofiltration membrane

As novel functional materials, metal-organic framework (MOF) and graphene oxide (GO) have received great attentions in recent years. In this work, MOF@GO nanocomposite (MOF-199@GO) is prepared by an in-situ growth method. A novel and highly efficient nanofiltration (NF) membrane can be facilely fabricated via surface decoration of MOF-199@GO onto poly(vinylidene fluoride) (PVDF) substrate before interfacial polymerization of m-phenylenediamine (MPD) and trimesoyl chloride (TMC) in order to overcome the hydrophobicity of PVDF membrane. The structure and morphology of MOF-199@GO and MOF-199@GO modified PVDF polyamide composite membrane are characterized by XRD, SEM, TEM, AFM and zeta potential. MOF-199@GO modified PVDF composite NF membrane which possesses dense and uniform polyamide thin-layer exhibits higher negative surface potential (up to ~37 mV) at pH 9.5. The performance of MOF-199@GO modified PVDF polyamide composite NF membrane has been investigated by determination of pure water flux and salt rejection. The prepared NF membrane MG3 exhibited highly efficient rejection of MgSO₄, Na₂SO₄, NaCl and MgCl₂, which are 93.56%, 93.04%, 87.48% and 87.11%, respectively. This work provides a worthy reference for designing highly efficient NF membranes modified by MOF and relevant materials.     

Ti/Zr复合纳滤膜的制备及其性能

通过聚合溶胶路线制备出稳定的Ti/Zr(摩尔比=1:1)复合溶胶。采用浸浆法,在平均孔径为5～6 nm的片状a-Al₂O₃/g-Al₂O₃载体上制备出完整无缺陷的Ti/Zr复合纳滤膜。详细考察了焙烧温度对Ti/Zr粉体的影响,并考察了Ti/Zr复合纳滤膜的性能。结果表明:在较高烧成温度下(500℃),Ti/Zr粉体依然呈无定形态且保持微孔结构。在400℃烧成温度下制备出孔径为1.49 nm的Ti/Zr复合纳滤膜,该膜的截留分子量(MWCO)为880,纯水通量为4.3 L·m^-2·h^-1·MPa^-1。在pH=6,压力0.8 MPa的条件下,该膜对0.005 mol·L^-1的MgCl₂、CaCl₂的截留率分别为85%和78%。     

TiO2-incorporated polyelectrolyte composite membrane with transformable hydrophilicity/hydrophobicity for nanofiltration separation

The wettability of the membrane surface has shown obvious influent on the separation performance of the membrane. In this work, a hydrophilic PDA-[PDDA/TiO₂]⁺Cl^- membrane was prepared by a one-step codeposition of poly(diallyldimethylammonium chloride) (PDDA) polyelectrolyte solution containing positively charged TiO₂@ PDDA nanoparticles with the assistance of dopamine (DA). Such positively charged membrane can be transformed into a hydrophobic membrane PDA-[PDDA/TiO₂]⁺PFO^- via the counterion exchange between Cl^- and PFO^- (perfluorooctanoate). The transformation between hydrophilicity and hydrophobicity is reversible. For both hydrophilic and hydrophobic membranes, the nanofiltration performances were respectively investigated by the aqueous solution and ethanol solution of dyes including methyl blue (MB), Congo red (CR) and Evans blue (EB), and as well metal salt aqueous solution. The consecutive running stability and anti-fouling performance of both hydrophilic and hydrophobic membranes were explored. The results revealed that both membranes showed high nanofiltration performances for retention of dyes in (non)aqueous solution. For the hydrophilic membrane, the rejection of salts in a sequence is MgSO₄ > Na₂SO₄ > MgCl₂ > NaCl. Moreover, both     

Aging effects on the characteristics and sintering behavior of coprecipitated Al2O3---ZrO2 powders

Effect of gel aging on the characteristics of zirconia-toughened alumina (ZTA) composites were investigated. The composite powders were prepared by coprecipitation processes using a mixed solution of aluminum nitrate and zirconium oxynitrate. The coprecipitates were aged in an aqueous solution of pH 9 at room temperature. The occurrence of either intra- or intergranular ZrO₂ particles in the Al₂O₃ matrix depended on the aging condition, which also affected the content of tetragonal ZrO₂ (t-ZrO₂). Aging treatment decreased the amount of intragranular ZrO₂, as well as the agglomerate strength of calcined powders, both of which seemed to improve the sintered densities of ZTA ceramic bodies. Through suitable aging processes, sintered ZTA specimens with relative density >99% and intergranular ZrO₂ particles were fabricated.     

Synthesis of an Al/MgAl2O4In situ Metal Matrix Composite from Silica Gel

An aluminum/MgAl₂O₄ in situ metal matrix composite has been synthesized using silica gel containing ∼98% SiO₂ in an Al–5Mg alloy. The thermodynamics and kinetics of MgAl₂O₄ formation have been discussed in detail. A transition phase of composition between MgO and MgAl₂O₄ has been detected in the SEM-EDS analysis of the particles extracted from the composite by a 25% NaOH solution. This confirms the gradual transformation of MgO to MgAl₂O₄ by the reaction 3SiO₂( s )+2MgO( s )+4Al( l )→2MgAl₂O₄( s )+3Si( l ). The stoichiometry, n , of MgAl₂O₄ has been found to sustain close to 1 and the crystallite growth of MgAl₂O₄ has been stopped at D ∼30 nm in the composites held at 750°C up to 10 h.