石墨炭纳米颗粒改性聚砜支撑层制备正渗透复合膜

正渗透膜分离技术是以膜两侧的渗透压差作为驱动力,因此能耗低,符合绿色节约型社会的发展需求。然而,主流的聚酰胺复合膜在正渗透过程中存在内浓差极化现象,使其水通量远小于理论值。因此,改性正渗透复合膜减小其内浓差极化以提高水通量,对促进正渗透技术大规模应用具有重要的意义。本研究采用相转化法制备了掺杂石墨炭纳米颗粒的聚砜支撑层,通过间苯二胺和均苯三甲酰氯在支撑层表面进行界面聚合制备了聚酰胺薄层复合膜(Thin-film composite,TFC)。采用扫描电子显微镜和接触角分析仪对聚砜支撑层和TFC复合膜进行表征,观察膜表面形貌和亲水性,考察不同石墨炭纳米颗粒添加量对正渗透膜性能的影响。结果表明:在基膜中掺杂石墨炭纳米颗粒会使基膜表面孔隙率增大,表面亲水性增强,结构参数减小,这表明内浓差极化得到有效的改善。当石墨炭纳米颗粒添加量为0.01%(质量分数)时,水通量在活性层朝向汲取液(AL-DS)时达到22.4 L/(m~2·h),相比未改性的正渗透膜增加了96.7%,这表明新型石墨炭材料可以有效地提高聚酰胺复合膜的正渗透分离性能。

甘蔗渣基石墨碳材料的制备及电化学性能研究

以甘蔗渣为原料,醋酸镍为催化剂前驱体,采用掩埋隔绝空气法催化制备具有高性能的石墨碳纳米材料,并以此为基础制成超级电容器。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)技术研究了该材料的晶体结构及形态外貌,用循环伏安(CV)、恒流充放电和交流阻抗等方法研究了该材料的电化学性能。研究表明,该样品具有良好的石墨碳结构及较小的纳米尺寸,在1mol/L KOH的水系电解液中显示出良好的电容性能,在1A/g的电流密度时表现出122.5F/g的比容量。2000次充放电循环后其比容量保留率高达95.2%。因此该石墨碳产品具有较高的应用前景。