碳纳米材料硅烷化及协同改性对超滤膜抗污染性能影响

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得丞洼王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：瓶阌签字日期：f忙。；月。(卜日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解丞洼王些盔堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权丞洼王些太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校

2、向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：哭组同签字同期：f牛年够月。怕导师签名：嗡签字日期形／绛学位论文的主要创新点嬲本论文针对氧化石墨烯在有机溶剂中易团聚以及在改性膜过程中易造成树脂界面缺陷问题提出了如下解决思路与方法：一、借助氧化石墨烯与氧化碳纳米管的协同改性作用，提高聚偏氟乙烯复合超滤膜的抗污染性能；二、通过石墨烯的硅烷化处理，提高了石墨烯的分散性，实现复合超滤膜抗污染性能与机械性能的同步提升，并探讨其作用机制。摘要作为一种绿色高效的新型分离技术，超滤在膜分离领域具有广阔前景。然而，膜污染依然是制约其应用效率的瓶

3、颈。针对此问题，本论文的主要研究内容包含以下两个方面：(1)研究二维氧化石墨烯(GO)、一维氧化碳纳米管(OMWCNTs)与两者的协同作用对复合超滤膜抗污染性能影响。长且杂乱的OMWCNTs能夹杂在GO片层之间，从而减少了它们之间的堆叠。紫外和Zeta电位表征显示，GO／OMwCNTs的分散性要明显优于单一组分的分散性；不同膜的形貌结果显示，改性膜有更高的孔密度，这对于提高复合膜的渗透性有着积极的作用；和纯膜接触角(780)相比，GO／OMWCNTs(1：9)改性复合膜的接触角达到了52．5o：GO／OMWCNTs(5：5)、OMWCNTs以及GO改性的复合膜相对于纯膜水通量分别

4、提高了251．73％、103．54％与85．68％：膜的污染机理测试表明膜污染主要是由于表面结块形成导致的；粘附作用测试结果表明，复合膜表面的粘附力较小而纯PVDF膜表面的粘附力作用很大；通量恢复率测试显示，GO／OMWCNTs(5：5)改性复合膜的通量恢复率达到了98．28％。综合以上实验分析可知，最优改性材料的比例是5：5，而且简易制膜方法与优越性能使低维碳纳米材料在复合超滤膜改性方面有着巨大应用前景。(2)以GO与烷化石墨烯(fGO)为增强剂，研究了不同比例的GO与f-GO对复合超滤膜性能的影响。Zeta电位测试说明f-GO比GO在有机溶剂中具有更好的分散性：SEM测试说明

5、复合超滤膜具有更大孔径与孔密度：在1％添加剂的含量下，PVDF纯膜、GO改性复合膜(P／G0)与f-GO改性复合膜(P停GO)的接触角分别为65．50、58．20与50．40；而且P／f-GO比P／GO具有更好的水通量、BSA通量与截留率：粘附力测试结果表明，膜表面粘附力的大小顺序为P／f-GO

6、以看出，提高石墨烯在有机溶剂中的分散性是提高复合膜抗污染性能一种很重要的方法，而且，由于石墨烯优越的性能使其在复合膜领域的应用会越来越广泛。关键词：石墨烯，功能化石墨烯，协同作用，抗污染性能，机械性能。AbstractAsagreenandenergy-efficientseparationtechnology,ultrafiltrationexhibitsavastprospectofapplicationinmembraneseparation，whilemembranefoulingstillconstitutesabottleneckofitsdevelopment．Th

7、emainresearchofthisdissertationfocusesonthehydrophilicandanti-foulingmodificationofpolyvinylidenefluoride(PVDF)membranes。Themaincontentsofthisarticleincludetwoaspects：(1)Thisstudyinvestigatedtheremarkablesynergeticeffectbetweentwo-dimensional