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氧化石墨烯-Ag纳米粒子/聚酰亚胺混合基质膜及其渗透汽化性能

2016-12-06蒋漾漾戴世麒俞心怡林泽俊施沈炫湘王挺吴礼光浙江工商大学环境科学与工程学院杭州310012

无机化学学报 2016年8期

蒋漾漾 戴世麒 俞心怡 林泽俊 施沈炫 湘王挺 吴礼光(浙江工商大学环境科学与工程学院,杭州310012)

氧化石墨烯-Ag纳米粒子/聚酰亚胺混合基质膜及其渗透汽化性能

蒋漾漾戴世麒俞心怡林泽俊施沈炫湘王挺吴礼光*
(浙江工商大学环境科学与工程学院,杭州310012)

以聚乙二醇(PEG-400)为还原剂,AgNO3为前驱体,采用浸渍-还原法合成氧化石墨烯-Ag纳米粒子(GO-AgNP)复合物,再通过共混法制备氧化石墨烯-Ag纳米粒子/聚酰亚胺(GO-AgNP/PI)混合基质膜,用于苯/环己烷混合物的渗透汽化分离。使用透射电子显微镜、红外吸收光谱、拉曼光谱、热失重以及X射线光电子能谱等分析表征GO-AgNP复合物、GO-AgNP/PI混合基质膜的形貌和结构;探讨了Ag掺杂量对GO-AgNP复合物的结构以及GO-AgNP/PI混合基质膜的结构和渗透汽化性能的影响。结果发现,Ag+被还原形成AgNP的同时,GO失去了部分含氧官能团;Ag掺杂破坏了GO的结构,使其无序度增加,但改善了GO-AgNP复合物在混合基质膜中的分散性,提升了GO-AgNP/PI混合基质膜的苯/环己烷渗透汽化性能。然而过量的Ag掺杂将使GO片层上产生Ag粒子团聚,从而降低混合基质膜的渗透汽化性能。当Ag掺杂量为15%时,GO-AgNP/PI混合基质膜渗透汽化性能最佳,渗透通量为1 404 g·m-2·h-1,分离因子可达36.2。

氧化石墨烯;Ag纳米粒子;聚酰亚胺;混合基质膜;渗透汽化

0 引言

针对特定分离体系设计并构建高性能分离膜是当前膜技术的发展方向之一。如基于烯烃或芳烃中的双键或不饱和键能与过渡金属及其卤化物等产生的π共轭作用,设计并构建了掺杂有过渡金属、或过渡金属卤化物等无机纳米材料的混合基质促进传递膜,用于烯烃/烷烃或芳烃/烷烃体系的分离,获得了非常好的分离效果[1-7]。……

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