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20.08.2018 | Chemical routes to materials | Ausgabe 1/2019

Journal of Materials Science 1/2019

Synthesis of graphene oxide/polyacrylamide composite membranes for organic dyes/water separation in water purification

Zeitschrift:
Journal of Materials Science > Ausgabe 1/2019
Autoren:
Meng-meng Cheng, Lin-jun Huang, Yan-xin Wang, Yun-chao Zhao, Jian-guo Tang, Yao Wang, Yang Zhang, Mohammadhasan Hedayati, Matt J. Kipper, S. Ranil Wickramasinghe
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (https://​doi.​org/​10.​1007/​s10853-018-2828-9) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Abstract

To obtain nanofiltration membranes with high-performance in desalination and water purification, membranes of graphene oxide (GO), reduced graphene oxide (rGO) and GO/polyacrylamide (PAM) are prepared by a vacuum filtration method. This method is conducted in aqueous solution without any organic solvents. The graphene-based membranes (GBMs) are characterized by UV–visible spectroscopy, Fourier-transform infrared spectroscopy, transmission electron microscopy, atomic force microscopy, scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis and X-ray photoelectron spectroscopy. The hydrophilicity of GBMs is also evaluated by contact angle measurement. The interlayer spacing of GO membrane (0.85 nm), GO/PAM membrane (0.68 nm) and rGO membrane (0.36 nm) are measured by X-ray diffraction. The performance of the GBMs is evaluated on a dead-end filtration device. The water flux and retention of rhodamine B of the membranes are 399.04 L m−2 h−1 bar−1 and 85.03% (GO), 188.89 L m−2 h−1 bar−1 and 95.43% (GO/PAM), 85.85 L m−2 h−1 bar−1 and 97.06% (rGO), respectively. The GO/PAM membrane has the best comprehensive separation performance because of its proper interlayer spacing. GO/PAM membranes provide potential advantages in the design of high-performance membranes for molecular separation and water purification.

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