文 献 综 述

1.前言

石墨烯（Graphene）是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维结构材料，被认为是平面多环芳香烃原子晶体。石墨烯是由碳六元环组成的二维（2D）周期蜂窝状点阵结构，它可以翘曲成零维（0D）的富勒烯（fullerene），卷成一维（1D）的碳纳米管（carbon nanotube，CNT）或者堆垛成三维（3D）的石墨（graphite），因此石墨烯是构成其他石墨材料的基本单元^[1]。作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为”新材料之王”，很多材料学家们都加强了对石墨烯的研究。

图1-1 石墨烯分子结构示意图^[2]

氧化石墨烯（GO）由于其含有大量含氧基团而使得GO可以在水中有稳定分散以及进行化学修饰。还原氧化石墨烯已被广泛用于制备基于石墨烯的材料。在一定条件下，利用不同的醇溶剂可选择性地还原氧化石墨烯，将其中大部分的环氧功能团去除，而保留其他功能团^[3]。本课题不涉及功能化孔状石墨烯膜的具体制备过程，而是使用Lammps分子模拟软件，采用分子动力学方法，对海水在不同吡啶氮修饰程度的石墨烯膜的渗透行为进行模拟研究。

2. 反渗透膜技术简介

2.1应用现状

反渗透技术是21世纪被公认为用于海水淡化中最具有应用前景的高新技术之一，其以膜两侧的静压差为推动力，当海水透过选择性透过膜时，水渗透，盐截留，从而实现海水淡化的目的。相对于多级闪蒸、电渗析、压汽蒸馏等海水淡化技术，反渗透具有高效，节约能源，设备投资少以及操作方便等特点，因此目前成为海水淡化的主导技术，广泛应用于海水和苦咸水淡化、纯水和超纯水制备、工业或生活废水处理等领域。其中，整套系统的综合能源消耗和分离效果纯度都取决于反渗透膜材料的性能。