| 交联氧化石墨烯膜的制备及离子分离性能 |
| 作者: 崔燕峰1,2*, 王盟珍1,3, 马兰英1,2, 刘雪菁1,3, 朱东海1,3*, 冯海涛1,2 |
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单位:
1. 中国科学院青海盐湖研究所,盐湖资源绿色高值利用重点实验室, 西宁 810008; 2. 青海省盐湖资源综合利用工程技术中心, 西宁 810008; 3. 青海大学 化工学院, 西宁 810016 |
| 关键词: 氧化石墨烯膜; 壳聚糖交联; 层间距调控; 离子分离 |
| DOI号: 10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2026.03.015 |
| 分类号: TQ028 |
| 出版年,卷(期):页码: 2026, 46(3):149-161 |
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摘要: |
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氧化石墨烯(GO)膜的层间距狭窄且固定,难以实现相近尺寸离子的精确分离。本研究采用真空抽滤法依次在GO层间引入壳聚糖(CS),随后通过溶液浸泡法引入金属离子Zn2+,构筑得到一种层间距可调且性能稳定的GO/CS/Zn复合膜,并将其应用于盐湖中一/二价、一/一价金属阳离子的选择性分离。结果表明,在四元混合溶液体系中,GO/CS/Zn复合膜对K+的离子通量为0.25 mol/(m2·h),K+/Mg2+分离系数达到50.84,Na+/Mg2+、Li+/Mg2+及K+/Li+分离系数分别为25.32、9.97和5.10,较原始GO膜分别提高约11.9倍、8.5倍、5.5倍和2.2倍。此外,GO/CS/Zn复合膜在连续运行15个循环后,仍能保持良好的结构完整性,预示其在一/二价金属离子高选择性分离方面具有良好的应用潜力。 |
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The interlayer spacing of graphene oxide (GO) membranes is intrinsically narrow and fixed, making it difficult to achieve precise separation of ions with similar sizes. In this study, chitosan (CS) and Zn2+ were sequentially introduced into the GO interlayer via vacuum-assisted filtration, a GO/CS/Zn composite film with adjustable interlayer spacing and enhanced structural stability was successfully constructed. In the quaternary mixed solution system, the GO/CS/Zn membrane exhibited a high K+ flux of 0.25 mol/(m2·h) and an outstanding K+/Mg2+ separation factor of 50.84, and the separation factors for Na+/Mg2+, Li+/Mg2+, and K+/Li+ reached 25.32, 9.97, and 5.10, respectively, which were about 11.9-, 8.5-, 5.5-, and 2.2-fold improvements compared with those of the pristine GO membrane. In addition, the GO/CS/Zn composite membrane maintained good structural integrity after 15 consecutive cycles, indicating its promising application potential in high selectivity separation of mono-/di-valent metal ions. |
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基金项目: |
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青海省科技厅基础研究计划——应用基础研究(2024-ZJ-732) |
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作者简介: |
| 第一作者简介: 崔燕峰(1983-),女,河南鲁山人,副研究员,博士,主要研究方向为膜分离技术,盐湖单价离子分离膜材料构筑及应用. 通讯作者,崔燕峰,E-mail:cyf111@isl.ac.cn;朱东海,E-mail:zhudonghai-2001@163.com |
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参考文献: |
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[1]郑卓凡, 王保国. 低价离子分离膜及其在提锂领域的应用 [J]. 膜科学与技术, 2025, 45(5): 191-206. |
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服务与反馈: |
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