一种氧化石墨烯/聚合物耐溶剂复合纳滤膜的制备方法
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2024-10-18 08:44:56
为解决现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种氧化石墨烯/聚合物耐溶剂复合纳滤膜的制备方法,以氧化石墨烯膜为基础,采用溶液插层法制备氧化石墨烯/聚合物复合膜,将聚合物插层到氧化石墨烯层间,对其进行结构调节从而提高膜的通量,并且聚合物的加入可以提高氧化石墨烯的耐溶胀性,提高膜的溶剂通量。
本发明公开了一种氧化石墨烯/聚合物耐溶剂复合纳滤膜的制备方法:以鳞片石墨为原料,加入硝酸钠,98%的浓硫酸和高锰酸钾,在冰水浴下反应2h后,于30~40℃下反应1~1.5h,得到氧化石墨;将高分子量的聚合物溶于有机溶剂中,并加入所得氧化石墨,经超声剥离,搅拌,得到氧化石墨烯/聚合物混合液;以高分子聚合物的微滤多孔膜为底膜,将所述的氧化石墨烯/聚合物混合液在所述的底膜上进行真空抽滤,然后将抽滤后的膜浸泡到乙醇溶液中,得到氧化石墨烯/聚合物复合膜。本发明制备的膜可以提高原膜的溶胀度,从而提高膜的溶剂通量,并且在一定程度上提高膜对染料的截留率。本发明制备方法简单,价格低廉,拥有广泛的应用前景。
氧化石墨烯具有制备成本低、成膜性好、比表面积大、易官能化等特点,这种复合纳滤膜在多个领域具有广泛应用前景,例如:
水处理领域,可用于水的净化、海水淡化、废水处理等,有效去除水中的有机物、重金属离子等污染物。
化工行业,用于溶剂的分离和纯化。
食品工业,对食品加工过程中的液体进行过滤和分离。
生物医学领域,如药物分离和输送、生物分子的分离等。
能源领域,例如燃料电池中的质子交换膜等。
随着对膜分离技术需求的不断增加以及对膜性能要求的提高,这种复合纳滤膜的制备方法有望进一步发展和优化,以满足不同领域的特定需求。
浙江工业大学是东部沿海地区第一所省部共建高校、首批国家“高等学校创新能力提升计划”(2011计划)协同创新中心牵头高校和浙江省首批重点建设高校,坐落于中国历史文化名城、风景旅游胜地杭州。学校坚持立德树人根本任务,以拔尖创新人才为引领、高级应用型人才为主体、复合型人才为特色,大力培养德智体美劳全面发展,富有家国情怀、国际视野、创新精神和实践能力的行业精英和领军人才。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(1)本发明首次将高分子量聚合物掺入氧化石墨烯层间,调整氧化石墨烯的层间距,通过相转化过程产生的聚合物相保护氧化石墨烯二维网络结构,改善氧化石墨烯复合膜的孔道结构;
(2)本发明采用真空抽滤的方法制备复合膜,方法简便;
(3)本发明所制备的氧化石墨烯/聚合物耐溶剂复合纳滤膜所需的驱动压力很低,相比于大部分文献报道的条件(>10bar),本方案制备的石墨烯复合膜仅在0.5bar的驱动压力下就可以达到较高通量,耗能更低,在实际应用中可进一步节约成本。
技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。