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1、技术与信息氧化石墨烯在净水分离膜改性中的研究进展袁方竹赵文(同济大学环境科学与工程学院，上海200092)摘要：氧化石墨烯(GO)以其特殊的二维结构和优异的性能成为了近年来复合材料领域研究的热点之一。本文综述了GO在净水分离膜改性中的研究进展，详细介绍了GO改性膜和GO自支撑膜较传统净水分离膜的优势，并指出了GO复合材料在分离膜领域的应用前景和发展趋势。关键词：氧化石墨烯；膜改性；分离膜；净水氧化石墨烯(GO)是石墨烯的氧化物，在保持石墨烯单原nm，且在水力作用下，GO层容易脱落分散，在一定程度上限制子层结构的基础上，引入了大量羟基、环氧基、羰基和羧基等含了其在净水分离领域的应用。因此
2、，近年来科研人员尝试在GO氧官能团，具备亲水性、荷电性、比表面积大、强度高和抗菌等层与层之间引入高聚物、金属纳米粒子、电解质、无机物颗粒等特性，为其在复合材料领域中的应用提供了广阔的前景。目前，连接物(cross-linker)，通过连接物与GO上含氧官能团发生反用GO改性净水分离膜已成为水处理行业研究热点之一，主要应生成共价键或离子键，来达到调控层间距、改善膜在润湿条包括氧化石墨烯改性膜和氧化石墨烯自支撑膜两个方面。件下过滤性能的目的。目前研究表明，通过引入连接物制备的[11，12]1氧化石墨烯改性膜的研究GO膜能有效去除有机染料和金属盐离子。参考文献:GO不仅极易在水溶液中分散，而
3、且在二甲基甲酰胺和N-甲基吡咯烷酮等有机溶剂中也具有良好的分散性。实验表[1]李瑞云.氧化石墨烯对聚合物分离膜的亲水改性研究明，GO在上述溶剂中经40kHz超声波分散一小时后，静置三[D].大连理工大学,2012.[1][2]ZHAOC,XUX,CHENJ,etal.Highlyeffective周后也不会发生沉淀。因此，将GO加入铸膜液进行共混改性antifoulingperformanceofPVDF/grapheneoxide成为了最常见的改性净水分离膜的方法。大量国内外学者都对compositemembraneinmembranebioreactor(MBR)GO共混改膜进行了
4、研究。结果表明，改性后的膜接触角变小，system[J].Desalination,2014,(340)59-66.在保证对污染物去除率的同时增大了水通量。此外，膜的抗污[3]LEEJ,CHAEH-R,WONYJ,etal.Grapheneoxide[2-5]染性能和机械强度均得到不同程度的提高。nanoplateletscompositemembranewithhydrophilicand近年来，除了将GO加入铸膜液进行共混改性，通过化学antifoulingpropertiesforwastewatertreatment[J].[6]方法把GO接枝在膜表面的改性方法也逐渐受到关注。
5、Xia等JournalofMembraneScience,2013,(448)223-230.人通过界面聚合过程将GO附着于聚酰胺薄膜上，有效地改善[4]麻琪.氧化石墨烯纳米复合膜研究[D].天津大学,2008.了膜的亲水性和抗污性，且改性膜对天然有机物的去除率更是[5]黄一峰.新型氧化石墨烯/聚偏氟乙烯复合超滤膜[D].哈尔滨工业大学,2011.提高了近一倍。[6]XIAS,YAOL,ZHAOY,etal.Preparationof随着研究的不断深入，科研人员开始探索将赋有新性能grapheneoxidemodifiedpolyamidethinfilmcomposite的GO用于改
6、性膜，如功能化氧化石墨烯(f-GO)或部分还原氧membraneswithimprovedhydrophilicityfornatural[7，8]化石墨烯(r-GO)。这些研究为制备适用于净水行业的大通organicmatterremoval[J].ChemicalEngineering量、高强度、高性能的分离膜提供了更多的可能。Journal,2015,(280)720-727.2氧化石墨烯自支撑膜[7]XUZ,ZHANGJ,SHANM,etal.Organosilane-functionalizedgrapheneoxideforenhancedantifouling如前文所述，
7、GO具有严格的二维单原子层平面结构，利andmechanicalpropertiesofpolyvinylidenefluoride用GO这一特殊的结构可以用来制备叠层状的GO自支撑膜。ultrafiltrationmembranes[J].JournalofMembraneGO自支撑膜一般包含支撑层和功能层两个部分：支撑层通常Science,2014,(458)1-13.由微滤或超滤膜构成，提供机械强度；功能层则是堆叠了若干[8]MENGN,
