【摘 要】
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氧化石墨烯（Graphene Oxide,GO）是一种由石墨材料氧化剥离制备的原子级纳米片,表面具有丰富的官能团,如环氧化物、羟基和羧基,近年来已成为研究最多的纳米材料之一,在光学、气体传感、复合材料、气体分离、水处理和纳米生物技术等领域具有重要应用潜力。然而,传统的氧化石墨烯膜的表面亲水官能团在水中会发生水合作用,使GO膜在水中存在不稳定、易溶胀等问题,并且较低的溶剂通量限制了其在工业上的应用,
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氧化石墨烯（Graphene Oxide,GO）是一种由石墨材料氧化剥离制备的原子级纳米片,表面具有丰富的官能团,如环氧化物、羟基和羧基,近年来已成为研究最多的纳米材料之一,在光学、气体传感、复合材料、气体分离、水处理和纳米生物技术等领域具有重要应用潜力。然而,传统的氧化石墨烯膜的表面亲水官能团在水中会发生水合作用,使GO膜在水中存在不稳定、易溶胀等问题,并且较低的溶剂通量限制了其在工业上的应用,因此,有必要改善GO膜在水处理应用中的稳定性差和水通量低的问题。本研究将氮化硼（Boron Nitride,BN）纳米片负载于GO纳米片制备了GO-BN复合膜,分析了BN纳米片对于GO-BN复合膜的结构影响,并探究GO-BN复合膜的稳定性及在多溶剂体系中的分离性能。研究内容和主要结果如下:（1）选用尿素作为研磨剂,用球磨法将体相氮化硼剥离为氨基功能化氮化硼纳米片,洗涤透析去除多余的尿素,得到乳白色的氮化硼纳米片水分散液。以尼龙膜为基底,将GO和BN按不同的质量比正压制备得到GO膜和GO-BN复合膜。（2）对GO分散液、BN分散液、GO-BN分散液与制备得到的纯GO膜、GO-BN复合膜通过使用SEM（扫描电子显微镜）、TEM（透射电子显微镜）、FTIR（傅里叶红外光谱）、Raman（拉曼光谱）、XRD（X射线衍射图谱）、XPS（X射线光电子能谱）等方法对其进行结构和形貌表征。结果表明体相BN已经被成功剥离为BN纳米片,可用于GO-BN复合膜的制备。同时,GO-BN复合膜的表面纳米孔道显著增加,有利于水分子在层间纳米通道的传输。另外,随着BN比例的增加,GO-BN复合膜在湿润状态下的层间距变化逐渐减少,说明BN纳米片的加入对锁定相邻层中纳米片的能力逐渐增强,同时也证明BN纳米片的加入改善了纯GO膜的稳定性,使其在水中不易溶胀。（3）选用相同面密度的GO膜和GO-BN复合膜过滤染料来探究其在水系和有机体系中的分离性能,当GO-BN膜的比例为GO:BN=1:2时,GO-BN复合膜通量显著提高,对于孟加拉玫瑰红染料可达到1488.64 L/（m~2h bar）的水通量和99.26%的截留率,相比同等面密度下纯GO膜对于孟加拉玫瑰红染料37.22 L/（m~2h bar）通量和98.29%的截留率,提升了400%。从实验结果分析可以得出结论,本次实验制备所得的GO-BN复合膜表现出优秀的稳定性和分离性能,在水处理方面的应用具有更大潜力。
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