基于纳米材料有机-无机复合超滤膜的研究进展.pdf

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1、86i期ENG工程塑料应用Vo1．40，NO．1INEERINGPLASTICSAPPLICATIONJan．2012doi：lO．3969~．issn．1001-3539．2012．O1．022基于纳米材料有机一无机复合超滤膜的研究进展古王宗花，于海容，夏建飞，张菲菲，夏延致。李延辉(青岛大学纤维新材料与现代纺织实验室，国家重点实验室培育基地，山东青岛266071)摘要：综述了近年来纳米材料在有机一无机复合超滤膜方面的最新发展和应用，主要包括基于纳米碳材料(碳纳米管、石墨烯)的复合超滤膜，基于金属、非金属氧化物(A1：OTiO、Fe，

2、O、SiO)的复合超滤膜，基于聚合物纳米纤维的复合超滤膜。关键词：纳米材料；复合超滤膜；纳米碳材料；金属、非金属氧化物；聚合物纳米纤维中图分类号：TQ02S．8文献标识码：A文章编号：1001-3539(2012)01．0086-05DevelopmentofInorganic—organicBlendUltrofiltrationMembranesBasedonNanomaterialsWangZonghua，YuHairong，XiaJianfei，ZhangFei~i，XiaYanzhi，LiYanhui(Laboratoryof

3、FiberMaterialsandModemTextile，TheGrowingBaseforStateKeyLaboratory，QingdaoUniversity，Qindao266071，China)Abstract：Thelatestdevelopmentandapplicationofnanomaterialsininorganic·organicblendultrafiltrationmembraneswerereviewed，whichincludedblendultrafiltrationmembranesbasedon

4、carbonnanomaterials(carbonnanotubeandgraphene)，metalandnonmetaloxides(AI2O3，TiO2，Fe3O4，SiO2)andpolymernanofibers．Keywords：nanomaterial；blendultrafiltrationmembranes；carbonnanomaterial；metalandnonmetaloxides；polymernanofibers20世纪80年代，德国学者Gleiter教授提出了纳米材开辟了新的方向J。最近，大量研究者将纳

5、米材料应用到液料的概念并首次获得人工制备的纳米晶体⋯。纳米复合材体分离膜"]、气体分离膜J、质子交换膜的制备]。料是纳米材料发展应用的一个重要方向，形成的复合材料不笔者主要综述了以下几种纳米超滤膜的最新发展和应仅具有纳米材料的刚性和特殊性能，还具有高分子材料的韧用：(1)纳米碳材料(碳纳米管、石墨烯)的复合超滤膜；(2)性和易加工性。将纳米复合材料应用于超滤膜的制备研究，金属、非金属氧化物(TiO2、SiO2、A12O3、Fe3O4)的复合超滤近年来已成为膜科学技术领域的一个重要课题。膜；(3)聚合物纳米纤维的复合超滤膜。超滤膜是近几十

6、年发展起来的一种新型膜分离技术。1基于纳米碳材料的复合超滤膜2O世纪60年代Michaels创建的Amicon公司，成功制备了碳材料既是地球上最普遍的材料，也是最奇妙的一种不同孔径的乙酸纤维素(CA)超滤膜后，又有多家公司生产材料。它既可以形成自然界中最硬的物质(金刚石)，也可以出各种聚合物超滤膜，使超滤技术进入了迅速发展阶段J。形成如石墨这种最软的材料。近几十年来，新型碳材料逐渐超滤是以压力为驱动力，介于微滤和纳滤之间的一被发现、认识和利用。继1985年发现富勒烯后，碳纳米管种膜分离过程，有效孔径范围为l～20011133，操作压力为

7、(CNT)和石墨烯也相继被发现，成为目前研究的热点。0．1—1MPa。超滤过滤法具有无相变、无需加热、操作压力1．1CNT复合超滤膜低、所用设备简单、占地面积小、能耗低等优点。近年来，它CNT是新型的一维纳米碳材料lOJ,自被发现以来，由于已广泛应用于某些含有各种低分子量可溶性溶质和高分子其独特的结构及优异的性能掀起了人们研究的热潮。CNT物质(如蛋白质、病毒、酶)等溶液的浓缩、分离、提纯和净化，推动了化工、医药、食品等领域的发展。但在超滤应用过国家自然科学基金资助项目(20975056，8l102411)、山东省自然基金项目(ZR20

8、11BZ004，ZR2011BQ005)、青岛市科技计程中存在着一系列问题，如膜力学强度差、化学稳定性差、膜划基础研究项目(091330jch)、NSFC．JSPS中日合作与交流项目污染现象严重等。为解决这