壳聚糖改性氧化石墨烯/聚醚砜纳滤膜的制备与性能

"改性氧化石墨烯/聚醚砜杂化荷正电纳滤膜的制备及表征 (2014年)，通过添加壳聚糖荷正电改性的氧化石墨烯，以聚醚砜为基础材料，利用相转化法制造了有机-无机杂化纳滤膜。研究发现，适当比例的改性氧化石墨烯能提升膜的纯水通量和分离选择性。" 这篇论文探讨了纳滤膜技术的一个新发展，即改性氧化石墨烯/聚醚砜杂化荷正电纳滤膜的制备。这种新型膜材料结合了有机和无机两种成分，旨在改善传统纳滤膜的性能。在制备过程中，选用壳聚糖荷正电改性的氧化石墨烯作为无机添加剂，这是一种经过化学处理增强其电荷性质的氧化石墨烯，能显著提高膜的电荷特性。聚醚砜（PES）作为一种高性能的聚合物，被选为膜的基础材料，因其耐热性和化学稳定性优异。聚乙烯吡咯烷酮（PVP）则作为致孔剂，帮助形成膜的孔隙结构，提高通量。 实验通过相转化法进行膜的制备，这是膜科学中常用的一种方法，涉及溶剂和非溶剂之间的相态转变。以N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）作为溶剂，溶解了所有成分后，通过相分离形成固态膜。通过调整改性氧化石墨烯的添加量，研究了其对膜性能的影响。结果显示，当改性氧化石墨烯的质量分数约为0.5%时，膜的纯水通量和分离选择性达到最佳，这表明适量的无机添加剂可以有效提升膜的性能，同时保持稳定的结构。 纳滤膜在分离科学中扮演着重要角色，尤其是在水处理、食品工业和制药等领域。中性膜虽然广泛应用，但其分离效率受限于物理筛分机制。相比之下，荷电膜如本文所研究的荷正电纳滤膜，除了物理筛分外，还能通过静电作用进一步提高分离效果。这对于处理带电粒子或分子的分离过程尤其有利，例如在水淡化、重金属离子去除和染料分离等应用中。 该研究为纳滤膜的设计提供了一个新的思路，即通过改性氧化石墨烯的添加来优化膜的性能，实现更高效率的分离过程。这一成果对于膜材料科学的进步和相关产业的发展具有重要意义。未来的研究可能进一步探索不同比例的改性氧化石墨烯对膜性能的影响，以及在实际应用中的长期稳定性和耐久性。