碳纳米管径向尺寸对碳纳米管自支撑膜孔隙结构及通量的影响

论文摘要

为了探索碳纳米材料膜在水处理中应用的可能性,本实验选取4种径向尺寸的碳纳米管（Carbon Nanotubes, CNTs）,采用压力辅助过滤技术制备CNTs自支撑膜.通过对CNTs自支撑膜的平均孔径、孔径分布及截留分子量（Molecular weight Cut-Off,MWCO）等进行分析,研究了CNTs径向尺寸变化对CNTs自支撑膜孔隙结构的影响.结果表明,CNTs的径向尺寸越小,制备得到的CNTs自支撑膜越趋向于形成小孔径的膜孔,且孔径分布更加均匀,孔隙面积比越高,膜的MWCO越小.单壁碳纳米管（Single-walled carbon nanotube, SWNT）与多壁碳纳米管（Multi-walled carbon nanotube, MWNT）相比,前者更容易形成膜平均孔径更小且孔径分布更均匀的CNTs自支撑膜.膜通量测定结果表明,研究制备的CNTs自支撑膜的通量属于低压膜范围,通量在230～347 L·m-2·h-1·bar-1之间.其中,虽然由径向尺寸较小的CNTs所制备的CNTs自支撑膜的平均孔径更小,但由于其具有更高的孔隙面积比和更小的膜厚度,其纯水通量相对高于由大径向尺寸CNTs制备的CNTs自支撑膜.

论文目录

• 1 引言（Introduction）
• 2 材料与方法（Materials and methods）
•   2.1 实验材料
•   2.2 实验装置及方法
•     2.2.1 CNTs自支撑膜的制备
•     2.2.2 平均孔径和孔径分布分析
•     2.2.3 溶质截留法表征膜的平均孔径
•     2.2.4 溶质截留实验和纯水通量的测定
• 3 结果与讨论（Results and discussion）
•   3.1 CNTs自支撑膜的形貌
•   3.2 基于SEM图像的平均孔径和孔径分布分析
•   3.3 基于溶质截留法的几何平均孔径和截留分子量分析
•   3.4 膜通量分析
• 4 结论（Conclusions）

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 祝学东,董丹,马燕林,栾桂荣,薛小雷,刘韦岩,王钰,王青山,郭瑾

关键词: 碳纳米管,平均孔径,孔径分布,截留分子量,膜通量

来源: 环境科学学报 2019年11期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 有机化工,环境科学与资源利用

单位: 北京工业大学城镇污水深度处理与资源化利用技术国家工程实验室

基金: 国家自然科学基金(No.51478009,51778014),北京市教育委员会科技计划项目(No.KM201310005011),北京市优秀人才培养资助青年拔尖团队项目(No.2014000026833TD02),2015年北京市科技新星计划(B类)项目

分类号: TQ051.893;X703

DOI: 10.13671/j.hjkxxb.2019.0134

页码: 3839-3848

总页数: 10

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