文档介绍：第��卷第�期�应用化学����.������.��
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纳米复合膜在膜分离领域的研究进展�
王熙大�王志宁�高从增�
�中国海洋大学化学化工学院海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室青岛��������
摘要基于纳米材料的独特性质,将其引入高分子膜所制得的纳米复合滤膜有望解决目前制约膜技术发�
展的“上限平衡”问题。本文综述了碳纳米管、石墨烯、����、���:、分子筛、����以及纳米银颗粒等纳米复合膜�
在膜分离领域的研究进展。这些纳米材料对于提高复合膜的机械稳定性、亲水性、选择性、渗透性及抗污染能�
力等有显著的效果。此外,对纳米复合膜的发展与应用做了展望,也对其研究中存在的问题和解决方法进行�
了阐述。�
关键词纳米复合膜,膜分离,膜技术,纳米材料,膜性能�
中图分类号:����;�����;�����;�����.��文献标识码:��文章编号:��������������������������
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确保安全的淡水资源供应是社会发展及稳定的根本保障。目前,最为经济有效的获取淡水的方式�
一是废水经处理后排放进入自然界水圈,通过自然界的循环净化再次成为可利用的淡水;二是通过海水�
以及苦咸水的淡化从根本上解决水资源短缺的问题。而膜分离技术无论是对于废水的处理还是苦咸水�
淡化均是最为有效的手段¨�。�
聚合物是目前最为广泛使用的膜材料��,但其有一些难以克服的缺点,如:亲水性差易造成膜污�
染,使膜通量下降、使用寿命缩短、运行成本增加;同时聚合物膜的选择性与渗透性之间存在“上限平�
衡”效应【�刮������—���������,表现为膜的选择性越高,其渗透性越低,在渗透性与选择性之间存在�
�����.�����曲线制约关系。这些均使聚合物膜的应用受到了限制。根据��������的经典理论,只有通�
过增大高分子膜的溶解选择性或高分子链的刚性并同时增大高分子链间距�自由体积�才能在改善渗�
透性能的基础上增加高分子膜的选择性。将纳米材料引入高分子膜中制备纳米复合膜���������������
���������,可望解决聚合物膜的“上限平衡”制约问题,同时也可节约新膜研发所需的时间与成本。纳�
米粒子可以通过填充、吸附、沉积而负载于聚合物膜上或包裹在聚合物基体中形成纳米复合膜。常用的�
纳米材料包括碳纳米管�����、���:��。。“�、������和沸石分子筛�等。由于纳米粒子的含量、特性及成�
膜过程参数等的变化直接影响纳米复合膜的性能,因此可以通过多种参数控制纳米复合膜的性能,从而�
拓展其应用范围。�
�碳纳米管改性膜�
�.�碳纳米管的传输性能�
碳纳米管������是由碳原子以�杂化为主,混合有���杂化所构成的理想结构,理想的����可以�
视为单层或多层石墨烯片层按照一定的晶体学矢量卷成的无缝、中空的管体,两端通常由半球形的大富�
勒烯分子封住,根据管状物所形成的石墨片层数可以将其分为单壁碳纳米管�������与多壁碳纳米管�
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