金屬陽離子修飾的氧化石墨烯功能膜理論研究.pdf

1、本碩士論文利用密度泛函理論計算對堿金屬和堿土金屬修飾的氧化石墨烯功能膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及在選擇性滲透幾種極具代表性的各種有機溶劑（甲苯、乙醇、丙酮）進行研究。氧化石墨烯結(jié)構(gòu)從原子成鍵角度可劃分為C-C鍵經(jīng)SP2雜化所形成的SP2區(qū)和C-O鍵經(jīng)SP3雜化而成的SP3區(qū)，理論計算證實堿（堿土）金屬陽離子更傾向位于SP2區(qū)的碳六邊形的中心位置。這個現(xiàn)象是由于SP2區(qū)離域共軛π鍵與金屬陽離子之間形成Cation-π作用，這種作用方式的強弱與金屬陽

2、離子的屬性和SP2區(qū)離域大小有關(guān)，據(jù)此可為設(shè)計和制備功能膜提供理論指導(dǎo)。理論研究揭示了功能膜在滲透各種有機溶劑（甲苯、乙醇、丙酮）過程中，有機溶劑與金屬陽離子和氧化石墨烯上含氧官能團（環(huán)氧基、羥基）均有相互作用。理論計算解釋了功能膜對在丙酮和甲苯有著比乙醇有更好的滲透效果。同時，氧化石墨烯薄膜中的SP3區(qū)與乙醇之間有相互吸引作用而對苯芳香族溶劑有著排斥作用，由此我們可以在試驗中設(shè)計這種功能膜來分離含有乙醇和甲苯的混合溶劑。在外加壓力差的