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1、氧化石墨烯在膜分离技术中的研究进展孟蝶1李方1,2*(1.东华大学环境科学与工程学院，上海201620；2.国家环境保护纺织工业污染防治工程技术中心，上海201620）摘要：氧化石墨烯由于其特殊的分子结构而具备超强的弹性、化学稳定性和机械强度，作为新型材料在膜分离方面表现出独特的分离性能.根据目前的研究结果，氧化石墨烯膜的分离机理主要是尺寸排阻的分子筛分机理，同时也受其他因素的影响.基于以上理论，氧化石墨烯膜在分离可调性方面表现出了更突出的优势，可通过真空过滤和分层组装等方式实现薄片间隙层尺寸调节.同时，氧化
2、石墨烯可通过与高分子聚合物共混等方式来提高有机膜的通量和抗污染性能.总之，氧化石墨烯为膜科学的发展提供新的机遇和提出新的挑战.关键词：氧化石墨烯（GO）膜过滤分离机理分子筛分DevelopmentsofGrapheneOxideinMembraneSeparationTechnologyResearch11,2*MENGDieLIFang(1CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,DonghuaUniversity,Shanghai201620,China;2C
3、hinaTextilepollutioncontrollingEngineeringcenteroMinistryofEnvironmentalProtection,Shanghai201620,China)Abstract:Duetoitsspecialmolecularstructure,grapheneoxide(GO)hassuperiorflexibility,chemicalstabilityandmechanicalstrength.Asanewtypeofmaterialinmembranet
4、echnology,itshowsanuniqueseparationperformance.Accordingtotherecentresearch,theprimaryseparationmechanismofGOmembraneismolecularsievingbysizeexclusion,whichissimultaneouslyinfluencedbyotherfactors.Basedonaforementionedmechanism,GOmembranepresentsmorepromine
5、ntadvantagesinthesizetunability,whichcanberealizedbychangingtheinterlayersizeviavacuumfiltrationorself-assembling.Meanwhile,GOcanbeusedtoimprovethefluxandantifoulingperformanceoforganicmembranesbyblendingwithmacromolecularpolymers.Inconclusion,GOprovideanew
6、opportunityandchallengeforthedevelopmentofmembranescience.Keywords:GO；membranefiltration；separationmechanism；molecularsizesieving膜技术因其节能、高效、实用及工艺简便等优点，越来越受到人们的关注.在水处理方面，[1,2]主要使用的膜技术包括微滤，超滤，纳滤，反渗透，以及近来很热门的正渗透技术.这些膜绝大部分是由高分子聚合物制备，主要以中空纤维膜、复合薄膜等形式应用在实际工程中.[3,
7、4]目前，膜分离技术仍面临许多挑战，其中最主要的制约因素为膜污染.因此，研究人员在[5,不断地寻找和探索新的膜材料和制备方法，以得到一种新型的膜来克服或减缓上述的弊病6].石墨烯是最近非常热门的一种无机材料，在效应晶体管、电池、电容、聚合物纳米合成以及膜分离方面均受到广泛的重视.尤其是在膜分离领域，GO被认为是一种极具潜力的新[7]型膜材料，有可能成为下一代的膜主流产品.1．氧化石墨烯的特性氧化石墨烯(GO)是一种由单层碳原子构成的呈蜂窝状的二维平面薄膜，它的化学成分主要[8-10]是由碳原子和极性含氧官能团
8、组成.GO因其含氧官能团的类型及分布的不明确使其分子结构存在很大争议，其中被广泛认可的是Lerf-Klinowski结构模型，得出GO主要存在三种官能团，分别是位于表面的羟基和环氧基，以及处于边缘的羧基，如图1所示.[11]图1单层GO的分子结构模型[12]GO具有和石墨烯相似的二维平面结构，不同的是GO由于氧化作用在碳骨架的表面上引入了大量的极性含氧官能团，如-O-、-COOH、-OH等，这些含氧
