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《石墨烯及氧化石墨烯功能分離膜的研究進展和應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、華東理工大學2015—2016學年第一學期《功能性材料科學》課程論文2016.04班級M152學號Y30150197姓名孫祈安開課學院化學與分子工程學院任課教師陳峰成績________論文題目：石墨烯及氧化石墨烯功能分離膜的研究進展和應用論文要求：（1）某種功能性材料的研究進展及應用；（2）要求是2015年以后的最新成果。教師評語：教師簽字：年月日石墨烯及氧化石墨烯功能分離膜的研究進展和應用摘要：石墨烯及氧化石墨烯由于其獨有的性質在分離膜領域引起廣泛關注。本文綜合分析了石墨烯及氧化石墨烯在分離膜改性
2、方面的幾種典型應用，即共混膜、多孔石墨烯膜和層狀排列氧化石墨烯膜，并結合其制備方法、效能和作用機理進行闡述。結果表明，層薄和機械性能強的完美結合使石墨烯可以通過打孔形成分離性能較好的多孔石墨烯膜，但是制備大片石墨烯的難度和不成熟的打孔技術限制了其進一步發(fā)展；而層狀排列的氧化石墨烯膜可充分發(fā)揮氧化石墨烯材料的特性，以層間間距作為主要運輸通道有利于充分發(fā)揮氧化石墨烯高輸運速率的優(yōu)點和高選擇性的特性，為開創(chuàng)下一代高通量、高選擇性、強抗污染性的高性能分離膜提供了重要思路。關鍵詞石墨烯氧化石墨烯分離膜膜性能層
3、狀排列氧化石墨烯膜。Abstract:Grapheneandgrapheneoxide(GO)haveattractedmuchattentiononseparationmembraneduetotheiruniqueproperties.Inthispaper,wereviewthemembranemodificationmethodsbygrapheneandGO,includingmembraneblendingwithGO,nanoporousgraphenemembraneandlayer
4、edGOmembrane,andcomprehensivelyanalyzetheperformancesandmechanismsofthesemodifiedmembranes.Theresultsshowthat:nanoporousgraphenemembranehasgoodseparationperformancesbecauseofgrapheneshighmechanicalstrength，atomicthicknessandabilitytosupportsubnanometre
5、pores,butitischallengingtomanufacturelargegraphenewithmaintainingthestructuralintegrityandcontroltheporesizeandporedistribution;theparticularpropertiesofGOgetthefullplayinlayeredGOmembranes,whichachievehighwaterfluxmainlybecausethenon-oxidizedregionofG
6、Owithnearlyfrictionlesssurfacepromotestheextremelyfastflowofwatermolecules,andobtainshighrejectionbecauseofrejectingunwantedsolutes.Accordingly,layeredGOmembranewillbethoughtasapromisingmembraneseparationtechnologytoobtainfineperformancesofhighpermeabi
7、lity,selectivityandanti-foulingability．Keywords:graphene;grapheneoxide;separationmembrane;membraneperformance;layeredGOmembrane發(fā)展石墨烯功能分離膜，使其具有高效過濾與分離液相中不同分子和離子的能力對于一系列環(huán)境工程應用極其重要。功能分離膜的設計原理包括空間位阻效應、靜電相互作用和化學相互作用。由氧化石墨烯(grapheneoxide，GO)微片堆疊而成的層狀薄膜可將以上三種
8、分離原理集于一身，在功能分離膜的制備與應用領域極具優(yōu)勢。例如，GO表面電離含氧官能團與離子產(chǎn)生靜電相互作用，實現(xiàn)不同價態(tài)離子的選擇性過濾和分離。然而，根據(jù)離散電荷系統(tǒng)庫倫定律，如果不考慮納米毛細管的尺寸效應、化學相互作用、離子水合殼層的靜電屏蔽及反離子靜電阻力，GO膜對一價、二價和三價離子的滲透選擇度之比為6:3:2。這一比例過小，無法實現(xiàn)對不同價態(tài)離子的有效分離。清華大學朱宏偉教授課題組與日本材料科學研究所的馬仁志博士合作，設計了一種由帶負電的GO和帶正電的氫氧化物
