电子束辐照制备自支撑氧化石墨烯复合正渗透滤膜及其酸回收性能

TL13; 结合真空辅助自组装和电子束辐照,通过两步处理,将咪唑型离子液体,1-烯丙基-3-乙烯基咪唑氯盐(1-Allyl-3-vinylimidazolium chloride,[AVIM]Cl)与氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)片层进行复合,并通过共价键合制备得到自支撑GO复合膜.复合膜的红外光谱证明,电子束辐照成功引发了[AVIM]Cl与GO片层之间的化学键合反应.耐静水压测试的结果表明,引入咪唑型阳离子后,复合膜能承受的最大静水压大幅增加.经过电子束辐照后,复合膜能承受的最大静水压进一步提高到10.8 kPa,与GO膜相比提高了近10倍.X射线衍射谱表明,咪唑型阳离子能有效限制复合膜在水中的溶胀行为,降低复合膜在干湿态下的层间距变化程度;经过电子束辐照后,干湿态膜的层间距变化程度被进一步缩小.返盐率测试表明,该复合膜最小返盐率仅为0.14 mol/(m2?h),符合正渗透滤膜材料的要求.采用正渗透技术,以盐水作为渗透液,10 h的酸回收测试结果显示,H+的渗透系数达87.9 m/h,高出常规扩散渗析法3个数量级以上.