氧化石墨烯聚合物杂化膜的原位聚合构建及其气体渗透性能研究

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1、密级：公幵中图分类号：嚷硕士学位论文论文题目：氧化石墨烯聚合物杂化膜的原位聚合构建及其气体渗透性能研究作者姓名：赵丽学科专业：环境科学与工程研究方向：坏境功能材料与膜分离按术指导教师：吴礼光教授提交曰期：年月DissertationSubmittedtoZhejiangGongshangUniversityforMaster'sDegreeofEngineeringGASPERMEATIONPROPERTIESOFGRAPHENEOXIDE/POLYMERHYBRIDMEMBRANESPREPAREDBYIN-SITUPOLYMERIZATION

2、Candidate:LiZhaoMajor:EnvironmentalScienceandEngineeringSupervisor:Prof.LiguangWuJan.2015SchoolofEnvironmentalScienceandEngineeringZhejiangGongshangUniversityHangzhou,310012,P.R.China氧化石墨婦聚合物杂化膜的原位聚合构建及其气体渗透性能研究摘要捕集等酸性气体的膜分离技术研究已经成为关于能源和环境问题的重大课题之一。有机无机杂化膜是一种用于：捕集很有发展前景的气体分离膜

3、。然而，捕集的有机无机杂化膜尚处于前期开发阶段，还存在着膜材料种类少、无机纳米颗粒分散性差以及膜结构难以调控而导致膜性能有待提高的问题。本文首次将氧化石墨烯掺杂到高分子聚合物中，制备了一系列具有高气体渗透性能的新型：分离膜用于气体分离。利用改进的法，通过改变氧化剂的量制备了一系列不同氧化程度的，利用、、、、、和等分析表征了结构。结果表明，随着氧化剂含量的增加，越多的含氧官能团包括极性官能团接枝到上使其氧化程度越高，表面极性越强，从而使其剥离成少层甚至单层但过量的氧化剂却对的结构造成了破坏。氧化程度越高，其在溶剂中的分散性越好。通过原位聚合制备氧化

4、石墨烯聚氨酯杂化膜和氧化石墨烯聚酰亚胺杂化膜，利用混合气体积比考察了不同氧化程度及其填充量对杂化膜的形貌和、凡渗透性能的影响。结果表明，氧化程度越高，在杂化膜中的分散性越好，但过量的会在杂化膜中形成团聚。填充适量的能显著提高杂化膜的渗透性及的渗透选择性，对于同一氧化程度的，随着填充量的增加，杂化膜的、渗透系数及渗透选择性表现出先增大后减小的趋势。但同一填充量下随氧化程度的增强，杂化膜、的渗透性能增大，但渗透选择性呈现先上升后降低的趋势。关键词：氧化石墨烯，聚氨酯，聚酰亚胺，杂化膜，气体渗透GASPERMEATIONPROPERTIESOFGRAP

5、HENEOXIDE/POLYMERHYBRIDMEMBRANESPREPAREDBYIN-SITUPOLYMERIZATIONABSTRACTCO2captureisoneofthemostimportantsubjectsaboutenergyandenvironment.Organic-inorganichybridmembraneisakindofpromisinggasseparationmembraneforCO2capture.However,organic-inorganichybridmembraneforC02captureis

6、inanearlydevelopmentstage,itsperformanceisnotveryhighduetofewmembranematerials,poordispersionofinorganicnanoparticlesandthedifficultyinstructurecontrolofmembrane.Inthispaper,grapheneoxide(GO)wasaddedtothepolymermembranematerial,andaseriesofnewmembraneswithremarkablegaspermeat

7、ionperformanceweredeveloped.GOwithdifferentdegreesofoxidationweresynthesizedusingtheharshoxidationofgraphitebytheimprovedHummersmethod.ThenthestructureofGOwascharacterizedbyTEM,AFM,XRD,FT-IR,XPS,RamanandSEM.ResultsshowedthatmorepolarfunctionalgroupswereintroducedtoGOwiththein

8、creaseinoxidationdegreeofGOinthepreparationprocess,producingfewerlay