粉煤灰-氧化石墨烯纳米复合陶瓷膜的合成表征及其在水处理中的应用潜力

研究人员通过将粉煤灰与氧化石墨烯(GO)结合，开发出光催化纳米复合陶瓷膜，为解决固体废弃物处理和水处理成本问题提供了创新方案。采用XRD、SEM、FTIR等技术证实材料具有多孔结构和石英/赤铁矿晶相，TGA确定750°C为最佳烧结温度，使膜孔隙率达30.63%，纯水通量提升至0.145 L/(m2min bar)。该研究为废弃物资源化与高性能膜材料设计提供了重要参考。

　　

这项研究开创性地将工业副产品粉煤灰与氧化石墨烯(GO)结合，通过相转化-旋涂技术制备出新型纳米复合陶瓷膜。X射线衍射(XRD)分析揭示了石英(Quartz)、赤铁矿(Haematite)和莫来石(Mullite)等优势晶相，扫描电镜(SEM)则捕捉到完美的多孔表面结构——就像精心设计的分子筛网。热重分析(TGA)这个"温度侦探"锁定750°C为黄金烧结点，此时材料孔隙率高达30.63%，平均水力孔径0.311μm。有趣的是，加入GO后膜材料性能显著提升，在1-4 kg/cm²压力下，纯水通量从0.042飙升至0.145 L/(m²min bar)，相当于给膜装上了分子级"涡轮增压"。研究人员还像挑选咖啡豆般筛选不同粒径的粉煤灰，为定制化膜生产提供了配方指南。这些"变废为宝"的陶瓷膜，既解决了固体废弃物处置难题，又为可持续水处理提供了高性价比方案，堪称环境科学与材料工程的完美联姻。