基于石墨烯材料的无机纳滤膜的制备开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1.1研究背景

农业以及生活用水的缺乏已经成为世界性的资源危机^[1]。尽管地球上71%的区域被海水覆盖^[2]，但只有3%是可供人类生活的淡水。鉴于地球上丰富的海水储量，海水淡化是一个既经济又环保的方向。海水淡化所运用的方法有：反渗透，电渗析以及纳滤。其中，纳滤技术以其低成本高效率成为最具发展潜力的技术，目前已被广泛用于饮用水生产和污水的处理。在处理过程中，纳滤膜的性能，如纯水通量，离子截留率等至关重要。一般地，大多数聚合纳滤膜有较好的延展性，制备过程简单，成本相对较低。但也面临着一些问题，例如耐化学性低，生命周期短以及膜污染。相反，无机陶瓷纳滤膜具有热稳定性高，一定的耐溶剂性，高强度，生命周期长等优点，而其缺点则是制造过程复杂，成本高以及脆性高。因此，可以考虑将这两种膜的优点结合在一起，制造出性能优异的复合膜^[3]。然而，制得这样一个复合纳滤膜仍是一个迄今为止尚未解决的巨大挑战。

1.2研究进展

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

首先，完整地制备石墨烯纳滤膜，通过尝试不同的制备方法，筛选出最优的石墨烯纳滤膜的制备方法，并对所制备的石墨烯纳滤膜进行表征及纯水通量和离子截留性能测试。其次，对不同的石墨烯纳滤膜的性质进行表征与性能测试，第一通过添加表面基团对石墨烯进行修饰；或改变实验操作条件进而分析其性质变化。之后将石墨烯膜对有机染料，盐离子的纳滤性能进行测试。最后，整理分析实验数据，总结规律，并对实验现象得出的结论结合理论进行合理分析。