一种纤维素/氧化石墨烯复合膜及其制备方法

摘要

本发明提供了一种纤维素/氧化石墨烯复合膜及其制备方法，包括以下步骤：S1)将纤维素气凝胶分散在酰胺类溶剂中，得到混合溶液；S2)将所述混合溶液与氧化石墨烯水溶液混合，真空抽滤，得到纤维素/氧化石墨烯复合膜。与现有技术相比，本发明以酰胺类溶剂为溶剂，将纤维素气凝胶网络结构打碎溶解得到较小的纤维素微网络结构体，然后与氧化石墨烯水溶液混合后，在真空抽滤过程中利用空气压力将众多个纤维素微结构体压成二维平面网络，作为支撑骨架供氧化石墨烯纳米片层沉积负载，多层组装后得到高机械强度的纤维素/氧化石墨烯复合膜，且该制备方法实现了纤维素与氧化石墨烯高程度的微观复合。

权利要求

1.一种纤维素/氧化石墨烯复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1)将纤维素气凝胶分散在酰胺类溶剂中，得到混合溶液；

S2)将所述混合溶液与氧化石墨烯水溶液混合，真空抽滤，得到纤维素/氧化石墨烯复合膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纤维素气凝胶为细菌纤维素气凝胶。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酰胺类溶剂为甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺与N,N-二甲基乙酰胺中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中纤维素气凝胶的浓度为0.5～3mg/ml。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1)中采用超声分散；所述超声分散的时间为1～5h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纤维素气凝胶按照以下步骤进行制备：将纤维素水凝胶通过物理机械绞碎，然后冷冻干燥，得到纤维素气凝胶。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纤维素气凝胶与氧化石墨烯的质量比为50：(0.5～2)。

8.一种权利要求1～7任意一项所制备的纤维素/氧化石墨烯复合膜，其特征在于，以纤维素二维平面网络为支撑骨架，所述纤维素二维平面网络上沉积有氧化石墨烯纳米片层。

9.根据权利要求8所述的纤维素/氧化石墨烯复合膜，其特征在于，所述纤维素/氧化石墨烯复合膜的厚度为11～17μm。

10.根据权利要求8所述的纤维素/氧化石墨烯复合膜，其特征在于，所述纤维素/氧化石墨烯复合膜的孔径为0.3～1.2nm。

说明书

一种纤维素/氧化石墨烯复合膜及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于复合材料技术领域，尤其涉及一种纤维素/氧化石墨烯复合膜及其制备方法。

背景技术

[0002] 石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。自2004年被发现以来，这种独特的材料因其多种优异性能受到广泛关注。

[0003] 现有少许关于氧化石墨烯与细菌纤维素复合膜的制备主要分为原位复合和异位复合两种方法。原位复合制备主要是将氧化石墨烯直接添加到细菌纤维素生长的培养液中，随着微生物生产纤维素的过程将氧化石墨烯直接包裹在它的三维网络中。然而该方法制备过程中调控较难，氧化石墨烯溶液通常呈酸性，添加后改变培养液的酸碱度会显著影响微生物的活性，从而影响细菌纤维素的生产。此外原位复合制备得到的复合膜厚度和表面平整度难以控制，尤其是制备较薄复合膜时由薄的细菌纤维素-氧化石墨烯复合水凝胶膜直接干燥得到的过程中难以得到表面平整的薄膜。

[0004] 另一种异位复合，通常是将细菌纤维素水凝胶块体打成匀浆，再与氧化石墨烯分散液混合后抽滤成膜，或者直接将凝胶块体浸泡在氧化石墨烯溶液中；该方法过程中的细菌纤维素即使打成匀浆，它仍然是一个较大尺寸的纤维素团聚体，水凝胶结构稳定，氧化石墨烯难以渗透到三维网络内部，使得其内部三维网络结构无法被充分利用而实现高程度的微观复合。

发明内容

[0005] 有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种纤维素/氧化石墨烯复合膜及其制备方法，该方法制备的纤维素/氧化石墨烯复合膜的机械强度较高。

[0006] 本发明提供了一种纤维素/氧化石墨烯复合膜的制备方法，包括以下步骤：

[0007] S1)将纤维素气凝胶分散在酰胺类溶剂中，得到混合溶液；

[0008] S2)将所述混合溶液与氧化石墨烯水溶液混合，真空抽滤，得到纤维素/氧化石墨烯复合膜。

[0009] 优选的，所述纤维素气凝胶为细菌纤维素气凝胶。

[0010] 优选的，所述酰胺类溶剂为甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺与N,N-二甲基乙酰胺中的一种或多种。

[0011] 优选的，所述混合溶液中纤维素气凝胶的浓度为0.5～3mg/ml。

[0012] 优选的，所述步骤S1)中采用超声分散；所述超声分散的时间为1～5h。

[0013] 优选的，所述纤维素气凝胶按照以下步骤进行制备：

[0014] 将纤维素水凝胶通过物理机械绞碎，然后冷冻干燥，得到纤维素气凝胶。

[0015] 优选的，所述纤维素气凝胶与氧化石墨烯的质量比为50：(0.5～2)。

[0016] 本发明还提供了一种纤维素/氧化石墨烯复合膜，以纤维素二维平面网络为支撑骨架，所述纤维素二维平面网络上沉积有氧化石墨烯纳米片层。

[0017] 优选的，所述纤维素/氧化石墨烯复合膜的厚度为11～17μm。

[0018] 优选的，所述纤维素/氧化石墨烯复合膜的孔径为0.3～1.2nm。

[0019] 本发明提供了一种纤维素/氧化石墨烯复合膜及其制备方法，包括以下步骤：S1)将纤维素气凝胶分散在酰胺类溶剂中，得到混合溶液；S2)将所述混合溶液与氧化石墨烯水溶液混合，真空抽滤，得到纤维素/氧化石墨烯复合膜。与现有技术相比，本发明以酰胺类溶剂为溶剂，将纤维素气凝胶网络结构打碎溶解得到较小的纤维素微网络结构体，然后与氧化石墨烯水溶液混合后，在真空抽滤过程中利用空气压力将众多个纤维素微结构体压成二维平面网络，作为支撑骨架供氧化石墨烯纳米片层沉积负载，多层组装后得到高机械强度的纤维素/氧化石墨烯复合膜，且该制备方法实现了纤维素与氧化石墨烯高程度的微观复合。

附图说明

[0020] 图1为本发明纤维素/氧化石墨烯复合膜的组装示意图；

[0021] 图2为本发明实施例中不同GO添加量下复合膜厚度变化图；

[0022] 图3为本发明入射光透过静置后的1.1中得到的混合溶液与静置后的细菌纤维素气凝胶水溶液的照片；

[0023] 图4为本发明实施例1中不同氧化石墨烯添加量时细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜成膜时间曲线图；

[0024] 图5为本发明实施例1中不同氧化石墨烯添加量时细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜的照片；

[0025] 图6为本发明实施例1中得到的细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜的稳定性测试图；

[0026] 图7为本发明实施例1中得到的细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜、纯氧化石墨烯膜与纯细菌纤维素膜应力-应变曲线图；

[0027] 图8为本发明实施例1中得到的细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜、纯氧化石墨烯膜与纯细菌纤维素膜最大抗拉强度变化曲线图；

[0028] 图9为本发明实施例1中得到的细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜、纯氧化石墨烯膜与纯细菌纤维素膜韧性的变化曲线图；

[0029] 图10为测试离子筛分性能的渗透装置；

[0030] 图11为本发明实施例1中得到的细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜(GO浓度为0.3mg/mL(BC+GO-0.3))分离后大尺寸罗丹明B(RhB)在渗透前后供给溶液和渗透溶液中离子的UV-可见光谱图；

[0031] 图12为罗丹明B(RhB)与KCl在细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜(GO浓度为0.3mg/mL(BC+GO-0.3))上的渗透速率曲线图；

[0032] 图13为纯细菌纤维素膜分离后大尺寸罗丹明B(RhB)在渗透前后供给溶液和渗透溶液中离子的UV-可见光谱图。

具体实施方式

[0033] 下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0034] 本发明提供了一种纤维素/氧化石墨烯复合膜，以纤维素二维平面网络为支撑骨架，所述纤维素二维平面网络上沉积有氧化石墨烯纳米片层。

[0035] 所述纤维素为本领域技术人员熟知的纤维素即可，并无特殊的限制，本发明中优选为细菌纤维素。

[0036] 所述纤维素/氧化石墨烯复合膜的厚度优选为11～17μm，更优选为12～15μm；所述纤维素/氧化石墨烯复合膜的孔径优选为0.3～1.2nm，更优选为0.4～0.8nm。

[0037] 本发明还提供了一种上述纤维素/氧化石墨烯复合膜的制备方法，包括以下步骤：S1)将纤维素气凝胶分散在酰胺类溶剂中，得到混合溶液；S2)将所述混合溶液与氧化石墨烯水溶液混合，真空抽滤，得到纤维素/氧化石墨烯复合膜。

[0038] 本发明以酰胺类溶剂为溶剂，将纤维素气凝胶网络结构打碎溶解得到较小的纤维素微网络结构体，然后与氧化石墨烯水溶液混合后，在真空抽滤过程中利用空气压力将众多个纤维素微结构体压成二维平面网络，作为支撑骨架供氧化石墨烯纳米片层沉积负载，多层组装后得到高机械强度的纤维素/氧化石墨烯复合膜，且该制备方法实现了纤维素与氧化石墨烯高程度的微观复合。

[0039] 本发明对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售或自制均可。所述纤维素气凝胶为本领域技术人员熟知的纤维素气凝胶即可，并无特殊的限制，本发明中优选为细菌纤维素气凝胶；所述纤维素气凝胶优选按照以下步骤制备：将纤维素水凝胶通过物理机械绞碎，然后冷冻干燥，得到纤维素气凝胶。

[0040] 其中，所述纤维素水凝胶优选先进行纯化，去除其中掺杂的蛋白质和其他微生物分泌物，然后再通过物理机械绞碎。所述纯化的方法为本领域技术人员熟知的方法即可，并无特殊的限制，本发明中优选按照以下步骤纯化：将纤维素水凝胶浸泡在碱性溶液中，加热进行处理，最后用去离子水洗至中性。其中，所述碱性溶液为本领域技术人员熟知的碱性溶液即可，并无特殊的限制，本发明中优选为氢氧化钠溶液，更优选为1％～4％(w/v)的氢氧化钠溶液，再优选为2％～3％(w/v)的氢氧化钠溶液；所述加热的温度优选为40℃～80℃，更优选为50℃～70℃，再优选为55℃～65℃，最优选为60℃；所述处理的时间优选为20～30h，更优选为22～26h，再优选为23～25h，最优选为24h。

[0041] 将纯化后的纤维素水凝胶通过物理机械绞碎，然后冷冻干燥去除水分，得到纤维素气凝胶。

[0042] 将纤维素气凝胶分散在酰胺类溶剂中，优选先将纤维素气凝胶与酰胺类溶剂混合，再超声分散，得到混合溶液。其中，所述酰胺类溶剂为本领域技术人员熟知的酰胺类溶剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为可与水互溶的酰胺类溶剂，更优选为甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺与N,N-二甲基乙酰胺中的一种或多种；所述超声分散的时间优选为1～5h，更优选为1～4h，再优选为1～3h，再优选为1.5～2.5h，最优选为2h；纤维素与酰胺类溶剂可互溶，但配置浓度过低的纤维素气凝胶酰胺类溶液对酰胺类溶剂是一种浪费，而纤维素气凝胶浓度过高又会导致超声时难以充分分散，因此所述混合溶液中纤维素气凝胶的浓度优选为0.5～3mg/ml，更优选为0.5～2.5mg/ml，再优选为1～2mg/ml，最优选为1～1.5mg/ml。

[0043] 本发明选择酰胺类溶剂将纤维素制备成稳定的溶胶，一方面，该溶剂能够溶解纤维素使其稳定分散；另一方面，该溶剂还能够与水互溶，因为在后续的复合过程中需要与氧化石墨烯水溶液充分混合。虽然纤维素含有丰富的亲水性羟基基团，但其纳米纤维素之间因很强的氢键作用，使得产生的纤维素网络结构十分稳定，难以被一般溶剂溶解得到单根分散的纤维素溶液，包括溶剂—水(虽然纤维素凝胶的持水量很高，但不溶于水)。本发明选择能与羟基形成更强氢键的酰胺类溶剂作为溶剂，来打破纤维素相互之间的氢键作用，在超声辅助下得到可长时间稳定存在的纤维素溶胶。当然通过该过程得到的纤维素仍然无法达到单根分散的状态，但相比较机械打碎的纤维素团聚体要小得多，可促进其与氧化石墨烯的充分接触和高度微观复合。

[0044] 将所述混合溶液与氧化石墨烯水溶液混合，其中，氧化石墨烯为本领域技术人员熟知的氧化石墨烯即可，并无特殊的限制，本发明中优选为采用改进的Hummers法制备得到氧化石墨烯，更优选按照以下步骤进行制备：A)石墨预氧化：将鳞片石墨、K2S2O8、P2O5与浓硫酸混合反应，得到预氧化石墨；B)将所述预氧化石墨与NaNO3加入到预冷的浓硫酸中，在缓慢加入KMnO4并在冰浴条件下反应，然后转移到35℃水浴中进行反应；再缓慢添加去离子水并转移至98℃水浴进行反应；再次添加去离子水，冷却后加入30％H2O2，得到氧化石墨；C)用盐酸溶液对所述氧化石墨洗涤至无SO42-检出(用BaCl2检测)；随后超声、离心，离不下来的悬液即为剥离得到的氧化石墨烯，沉淀物弃去；将GO溶液装在透析袋里透析，即得到最终清洗后的氧化石墨烯。

[0045] 将所述混合溶液与石墨烯水溶液混合，优选采用超声进行混合；所述超声的时间优选为5～30min，更优选为10～20min，再优选为10～15min。

[0046] 混合后，进行真空抽滤，优选自然风干后，得到纤维素/氧化石墨烯复合膜。

[0047] 本发明主要采用异位复合的方法，先将纤维素水凝胶块体打成匀浆并通过冷冻干燥去除水分，得到的仍为较大尺寸的纤维素3D网络集合体；随后选择适当的溶剂将该网络结构进一步打碎溶解得到较小的纤维素微网络结构体；与氧化石墨烯水溶液混合后，在真空抽滤过程中利用空气压力将众多个纤维素微结构体压成二维平面网络，作为支撑骨架供GO纳米片层沉积负载，其组装示意图如图1所示，其中A为纤维素二维平面网络，B为氧化石墨烯，C为纤维素/氧化石墨烯复合膜；多层组装后得到本发明中具有高机械强度的纤维素/氧化石墨烯复合膜。

[0048] 为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种纤维素/氧化石墨烯复合膜及其制备方法进行详细描述。

[0049] 以下实施例中所用的试剂均为市售。

[0050] 实施例1

[0051] 1.1细菌纤维素(BC)的纯化与溶解：

[0052] BC纯化：将BC水凝胶膜浸泡在2％(w/v)NaOH水溶液中，于60℃下加热处理24h；随后用去离子水清洗至中性。

[0053] BC气凝胶：纯化后的BC水凝胶膜通过物理机械绞碎，并冷冻干燥去除水分，得到BC气凝胶。

[0054] BC溶解：50mg BC气凝胶添加至50ml甲酰胺溶液中，用超声细胞破碎仪(400W功率下)超声2h，使BC充分分散在甲酰胺溶液中，制备得到1mg/ml的混合溶液。

[0055] 1.2氧化石墨烯(GO)的制备(采用改进的Hummers法)：

[0056] 石墨预氧化：9g鳞片石墨(80μm)与7.5g K2S2O8、7.5g P2O5、36ml浓H2SO4在80℃下水浴磁力搅拌4h；随后缓慢加入750ml去离子水；过滤并用去离子水清洗2～3次至中性；在80℃下鼓风干燥，得到预氧化石墨。

[0057] 氧化石墨制备：预氧化石墨与4.5g NaNO3加入到预冷(<4℃)的210ml浓H2SO4中；缓慢加入27g KMnO4并在冰浴中进行30min；随后转移到35℃水浴中反应2h；再缓慢添加420ml去离子水并转移至98℃水浴反应15min；再次添加420ml去离子水，冷却后加入60ml 30％H2O2。

[0058] GO制备与清洗：用10％HCl溶液对上述氧化石墨洗涤至无SO42-检出(用BaCl2检测)；随后超声1h，在8000rpm下离心，离不下来的悬液即为剥离得到的GO，沉淀物弃去；将GO溶液装在透析袋里透析2周，即得到最终清洗后的GO溶液；并确定浓度。

[0059] 1.3细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜的制备：

[0060] 将GO溶液配成一系列浓度的稀溶液：0.1mg/ml、0.2mg/ml、0.3mg/ml、0.4mg/ml、0.5mg/mL。

[0061] 将5ml的GO水溶液(某一浓度)添加到15mL的1.1中得到的BC混合溶液(1mg/ml)中，超声10min使之充分混合；用真空抽滤装置将20ml混合溶液制成一张BC与GO的复合膜；自然风干后，BC+GO的自支撑膜便可很容易从抽滤装置的基底膜上揭下来。因此可制备一系列不同GO含量的细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜，膜的厚度为11～17μm，如图2所示，图2为不同GO添加量下复合膜厚度变化图，其中A为0.1mg/ml GO水溶液制备得到的细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜，B为0.2mg/ml GO水溶液制备得到的细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜，C为0.3mg/ml GO水溶液制备得到的细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜，由图2可知，GO的添加量越大膜的厚度也随之加大。

[0062] 图3为入射光透过静置后的1.1中得到的混合溶液与静置后的细菌纤维素气凝胶水溶液的照片，其中A为静置后的细菌纤维素气凝胶水溶液，B为静置后的1.1中得到的混合溶液；由图3可知，在水溶液中细菌纤维素无法稳定分散存在，会再次团聚在一起，而在甲酰胺溶液中的细菌纤维素均以稳定的胶体形式存在，呈现较为一致的丁达尔现象。

[0063] 细菌纤维素与氧化石墨烯的比例对于能否制备得到的细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜并无影响，但对于制备过程、复合膜的形貌以及最终的膜性能均有不同程度的影响。

[0064] 图4为不同氧化石墨烯添加量时细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜成膜时间曲线图，由图4可知，随着氧化石墨烯添加量的增大，细菌纤维素与氧化石墨烯混合液在真空抽滤过程中成膜所需的时间则会成倍增加，在保证体积比例不变的情况下，当氧化石墨烯浓度增加至0.4mg/ml时，混合溶液成膜的时间达到5h以上，这对于放大后制膜工艺来说所需时间过长。

[0065] 图5为不同氧化石墨烯添加量时细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜的照片，从左至右为氧化石墨烯添加量依次增大。由图5可知，随着氧化石墨烯添加量的增大，制备得到的细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜的透明度逐渐减弱，由纯细菌纤维素制备得到的为白色半透明薄膜，添加少量氧化石墨烯(0.1mg/ml)后，变为棕黄色半透明，随后逐渐变为棕褐色且透明度减弱。

[0066] 此外，氧化石墨烯的添加量会显著影响最终制得细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜的性能，一方面，氧化石墨烯添加量越高，得到的细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜的机械强度越高，包括抗拉强度和韧性；另一方面，氧化石墨烯的添加量过低时，制得的细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜作为渗透膜时离子截留能力太差，如当1.3中氧化石墨烯水溶液浓度为0.1mg/ml时，制备得到的细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜离子透过的选择性较差，同纯细菌纤维素制备的膜类似，溶液中不同尺寸的离子/分子均可透过纤维素交联而成的较大的网络孔隙，只有当氧化石墨烯的添加量增加到一定程度，氧化石墨烯片层在细菌纤维素骨架上的堆叠足以覆盖纤维素网络的孔洞，才可进一步利用堆叠的氧化石墨烯片层与片层之间的间距起到离子/分子的选择透过性，氧化石墨烯添加量越大，离子/分子的筛分越细且透过速率越慢，可根据实际需求(如机械强度、渗透能力等)选择合适的细菌纤维素与氧化石墨烯比例来制备细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜。

[0067] 对1.3中得到的细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜的稳定性进行分析，将其与纯氧化石墨烯膜分别放置在水溶液中，测试两者在水环境中的稳定性情况，如图6所示。由图6可知，纯氧化石墨烯膜在刚接触水溶液不久(3min)便开始吸水破裂，在1h后彻底阶梯，因此纯氧化石墨烯制备的薄膜在实际渗透中难以应用和操作，与之相反，本发明制备的细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜在水溶液中浸泡1h后仍保持完整的膜结构且可用镊子夹起，甚至在后续的渗透性能测试中经历3h水溶液浸泡后仍无破损，说明本发明制备的细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜具有较高的水稳定性，适用于实际渗透过程。

[0068] 对1.3中得到的细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜的机械性能进行测试，将其与纯氧化石墨烯膜及纯细菌纤维素膜进行机械性能比较，得到三者的应力-应变曲线图，如图7所示，得到细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜、纯氧化石墨烯膜与纯细菌纤维素膜的最大抗拉强度与韧性的变化曲线，如图8与图9所示。由图7可知，纯氧化石墨烯膜的抗拉强度最弱，将其与细菌纤维素复合后则大大改进，且在细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜中氧化石墨烯添加量越大，抗拉强度越高，当氧化石墨烯添加量为0.3mg/ml时，复合膜的抗拉强度可接近60MPa，已完全满足实际的渗透应用；同样的，随着氧化石墨烯的添加量增大，细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜的韧性也依次增强。抗拉强度及韧性等机械性能指标的提升均说明本发明制备的细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜在实际渗透过程中具有材料本身的应用优势。

[0069] 对1.3中得到的细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜的离子筛分性能进行测试，图10为测试离子筛分性能的渗透装置，其中A为渗透溶液，B为供给溶液，C为细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜；图11为细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜分离后大尺寸罗丹明B(RhB)在渗透前后供给溶液和渗透溶液中离子的UV-可见光谱图，由图11可知，在经历3h的渗透过程后，供给溶液浓度保持不变，同时渗透溶液中也并无RhB的检出，这说明本发明制备的细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜可以截留大尺寸离子，阻止其穿透；图12为罗丹明B(RhB)与KCl在细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜上的渗透速率曲线图，由图12可知，当有大尺寸罗丹明B和小尺寸离子KCl同时存在时，左边的渗透溶液中电导率随时间推移不断增加(KCl所贡献)，而右边的供给溶液中RhB的浓度保持不变且在渗透溶液中也检测不到RhB的透过，这说明本发明合成的细菌纤维素/氧化石墨烯复合膜对于不同尺寸的离子可以很好地起到筛分作用，可透过小尺寸离子而截留大尺寸离子的作用；图13为纯细菌纤维素膜分离后大尺寸罗丹明B(RhB)在渗透前后供给溶液和渗透溶液中离子的UV-可见光谱图，由图13可知，没有氧化石墨烯的空间位阻截留作用，大分子离子RhB可以很快透过中间的薄膜，经过1h便能够在渗透溶液中明显观察到或检测出RhB，且随着时间推移，供给溶液中的RhB离子不断透过纯细菌纤维素膜。