氧化石墨烯分離膜的制備及其水處理領域的應用進展

劉陽，顧平，張光輝

（天津大學環境與科學工程學院，天津 300350）

氧化石墨烯分離膜的制備及其水處理領域的應用進展

劉陽，顧平，張光輝

（天津大學環境與科學工程學院，天津 300350）

氧化石墨烯優越的物理化學性能和膜技術的廣泛應用使氧化石墨烯分離膜成為解決水環境污染和水資源短缺問題最具潛力的手段之一。本文簡要介紹了氧化石墨烯分離膜的概念、分類和制備方法，在氧化石墨烯分離膜的制備方法中，表面改性的氧化石墨烯膜和氧化石墨烯雜化復合膜的相關研究報道比較多；梳理了最近幾年氧化石墨烯分離膜在水處理領域的應用研究，主要包括重金屬的去除、脫鹽、抗菌、油水分離、染料脫色以及天然有機物的去除。詳細介紹了氧化石墨烯分離膜的獨特分離性能和分離機理，氧化石墨烯能夠改善原有聚合物膜的某些性能，比如提高水通量、污染物截留率、膜的機械強度和抗污染性等，分離機理主要為尺寸篩分機制和電荷效應。最后，展望了氧化石墨烯分離膜在水處理領域未來的發展和面臨的挑戰。

氧化石墨烯分離膜；水處理；膜制備；膜分離機制

2010年英國Manchester大學的GEIM和NOVOSELOV獲得諾貝爾物理學獎后，石墨烯的研究得到了快速發展[1]。石墨烯（graphene）是由碳原子以sp2雜化軌道組成六角形呈蜂巢晶格的平面薄膜，石墨（graphite）是由石墨烯片層堆積而成的三維材料，單層石墨烯厚度為0.335nm[2-4]。石墨烯特殊的結構使其具有非常大的比表面積（理論計算……