|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ПсковГУ |
||
Композиционные мембраны на основе оксида графенакурсовая работа (Бакалавр)
- Научный руководитель: Чернова Екатерина Александровна
- Автор: Кирьянова Алина Владимировна
- Тип: Бакалавр
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Кафедра: Кафедра наноматериалов
- Год защиты: 2019
- Курс: 1
- Аннотация: Осушение газовых смесей является актуальной задачей, для решения которой достаточно востребована мембранная технология. В настоящее время перспективным мембранным материалом является оксид графена. Благодаря присутствию кислородных групп, оксид графена обладает высокой проницаемостью и селективностью по парам воды. Наиболее распространенным способом получения оксида графена является метод Хаммерса. Однако, использование концентрированной серной кислоты и перманганата калия делает его экологически небезопасным и требует оптимизации. Альтернативным является метод электрохимического окисления графита. Он более экологичен, но имеет ряд недостатков: низкий выход, размер частиц существенно менее 100 нм и низкая степень окисления оксида графена. Поэтому данный метод также требует оптимизации.В связи с вышесказанным, цель данной работы заключается в оптимизации методов получения оксида графена для формирования композиционных мембран с повышенной проницаемостью и селективностью по парам воды. В работе достигнуты следующие результаты: 1. Изучено влияние степени и глубины окисления оксида графена на газотранспортные характеристики композиционных мембран на его основе. Показано, что проницаемость и селективность по парам воды возрастают с увеличением степени и глубины окисления оксида графена. Установлено, что оптимальное и минимальное соотношения графит:KMnO4 в синтезе оксида графена методом Хаммерса составляют 1:6 (С:О = 1,7) и 1:4 (С:О = 2,5), соответственно. Данные условия синтеза позволяют получать композиционные мембраны с проницаемостью по парам воды вплоть до 63050 л/(м2∙бар∙ч) при селективности H2O/N2 ~16000 при влажности 90% и Т =296 К. 2. Проведена оптимизация метода электрохимического окисления графита. Установлено, что природа электролита влияет на однородность расслаивания графита и степень окисления оксида графена, а напряжение окисления определяет размер частиц и не влияет на степень окисления оксида графена. 3. Установлено, что оптимальным методом электрохимического окисления среди изученных в работе является одностадийный синтез оксида графена в щелочном растворе терефталевой кислоты при напряжении 6,6 В. Данный метод позволяет получать нанолисты оксида графена с латеральным размером 400 нм, и толщиной 2 нм. Однако, соотношение С:О для оптимального образца составляет 7,8, что недостаточно для формирования композиционных мембран.
- Добавил в систему: Чернова Екатерина Александровна