超薄石墨烯基多孔分離膜的構築及其分離性能研究

《超薄石墨烯基多孔分離膜的構築及其分離性能研究》是依託浙江大學，由彭新生擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：超薄石墨烯基多孔分離膜的構築及其分離性能研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：彭新生
• 項目類別：面上項目

項目摘要

壓力驅動分離膜技術是目前石油化工,環境保護，海水淡化，污水處理和能源等工業過程中的關鍵技術。分地榜微離理論顯示膜越薄，分離挨格效率越高。但是降低膜厚會損失膜的機械性能和選擇性。製備超遷櫻狼薄高效分離膜還是一個挑戰。基於石墨烯基材料優異的機械性能和原子級厚的巨觀二拜獄陵維結構，本項目將繼續利用我們以前通過納米線構築超薄蛋白質及類金剛石分離膜的方法來構築石墨烯基超薄多孔分離膜。通過對石墨烯基分離膜厚度的控制、通道結構的調控、孔徑調節、功能化設計、獲得具有高選擇性、高通量的石墨烯基超薄多孔分離膜。系統研究不同條件下製備的石愉糠翻墨烯基膜對不同分子、離子、納米顆粒的分離特性，總結出可用於液體分離方面的多孔石墨烯基納米分離膜的製備參數和工藝。揭示其分離機理，設計出超薄高效的石墨烯基分離膜實驗原型系統。該研究具歸墊嫌判有一定的原創性，拓展了石墨烯基材料的套用範圍，在分離膜領域具有重要的套用前景和科學意義。

結題摘要

高效壓力驅動分離膜技術在化工,環境保護，海水淡化，污水處理和能源等工業過程中具有非常重要的套用。石墨烯及其他原子級厚二維層狀材料具有很好的物理化學性能、表面結構以及表面性能等，有望套用於構築高性能物質的傳輸並套用於分離膜。本項目利用溶液剝離法製備的氧化石墨烯、二硫化鉬、二硫化鎢以及過度族金屬層狀材料來構築多孔薄膜。通過通道結構的構築，孔徑調節，官能團的選擇等設計，並經簡單的過濾獲得具有高選擇性、高通量分離特性的二維層狀材料多孔分離膜.系統研究了其分離性能，並發現水在親水性3nm的二維孔道中仍然遵循傳統的粘滯流傳輸機理。該研究拓拒嚷芝霉展了石墨烯基材料的套用範圍，在分離膜領域具有現實的套用前景和科學意義。 另外在這些二維層狀材料多孔分離膜也可以直接套用於無粘結劑的電極材料，本項目也構築了多種基於二維層狀材料的多孔柔性無粘結劑的高效電極材料。