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

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.

关键词：碳纳米管、平均孔径、孔径分布、截留分子量、膜通量

所属期刊栏目：39

分类号：X703.1(一般性问题)

资助基金：国家自然科学基金51478009,51778014;北京市教育委员会科技计划项目KM201310005011;北京市优秀人才培养资助青年拔尖团队项目2014000026833TD02;2015年北京市科技新星计划B类项目

在线出版日期：2019-12-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：3839-3848