石墨烯量子点复合膜的调控制备:前体的影响

石墨烯量子点(GQDs)作为新兴的零维石墨烯衍生物,与二维材料氧化石墨烯相比,具有尺寸更小、比表面积更大、亲水性更强等优势,作为膜分离材料近年来备受关注。分别以柠檬酸、木质素磺酸钠、葡萄糖为前体,采用一步水热法成功合成出GQD并组装成GQDs复合膜,系统探究了三种前体对GQDs复合膜的微观结构和渗透汽化脱盐性能的影响。采用UV-Vis、FTIR、XRD、TEM等表征手段对膜的结构和形貌进行了分析,结果表明:不同前体会影响GQDs的粒径大小和膜层间距d-spacing值,从而影响GQDs复合膜的表面微观结构和渗透汽化脱盐性能。三种前体中以柠檬酸为前体制备的CA-GQDs复合膜的脱盐性能最佳,30℃在3.5%(质量分数)NaCl溶液中优化制备的CA-GQDs复合膜的渗透通量高达37.36 kg·m^(-2)·h^(-1)(渗透率高达1.2×10^(-4)mol·m^(-2)·s^(-1)·Pa^(-1)),盐截留率近乎100%。此外,该复合膜在进料液pH=2~12具有较好的耐酸碱稳定性,尤其是pH=8~11时盐截留率仍保持99.95%以上。