[發明專利]一種高強度氧化石墨烯/聚酰亞胺混合基質膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201610931113.2
• 申請日: 2016-10-31
• 公開（公告）號: CN108014657B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 黃愛生;馮博
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: B01D71/64
• 分類號: B01D71/64;B01D71/02;B01D69/02;B01D67/00;C02F1/44;C02F103/08
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 馬莉華;劉妍珺

1.一種氧化石墨烯/聚酰亞胺混合基質膜，其特征在于，形成所述混合基質膜的材料為聚酰亞胺和摻雜于所述聚酰亞胺中的氧化石墨烯，且所述混合基質膜的表面和內部結構不同，所述混合基質膜的表面為致密層且基本不含孔隙，所述混合基質膜的內部為多孔結構且所述多孔結構的孔徑為3-8μm；

所述混合基質膜是如下制備的：

1)提供一混合漿料，所述混合漿料包含第一溶劑和分散于所述第一溶劑中的氧化石墨烯粉末和聚酰亞胺粉末；

2)刮涂所述混合漿料，將刮涂所得膜立即浸入第二溶劑中浸泡處理，得到所述混合基質膜；其中，所述刮涂直接在玻璃板上進行；

所述混合基質膜中所述氧化石墨烯的摻雜量為0.05-10wt％；

所述“浸泡處理”包括如下步驟：

i)在第二溶劑中預浸泡處理0.5-30min；

ii)取出前述步驟所得產物，在新的第二溶劑中繼續浸泡1-30h；

所述第一溶劑選自下組：N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、或其組合；和所述第二溶劑為水；

所述“基本不含孔隙”是指在所述混合基質膜的單位表面積內孔隙的面積百分比≤10％。

2.如權利要求1所述的混合基質膜，其特征在于，所述“基本不含孔隙”是指在所述混合基質膜的單位表面積內孔隙的面積百分比≤8％。

3.如權利要求1所述的混合基質膜，其特征在于，所述多孔結構的孔徑為3-6μm。

4.如權利要求1所述的混合基質膜，其特征在于，所述混合基質膜的厚度為30-60μm。

5.如權利要求1所述的混合基質膜，其特征在于，所述混合基質膜中所述氧化石墨烯的摻雜量為0.05-8wt％。

6.如權利要求1所述的混合基質膜，其特征在于，所述混合基質膜具有選自下組的一個或多個特征：

1)所述混合基質膜的水接觸角為45-85°；

2)所述混合基質膜的拉伸強度為9-11MPa；

3)所述混合基質膜的楊氏模量≥315MPa；

4)所述混合基質膜的脫鹽率≥99％；

5)所述混合基質膜的水通量≥18kg/(m²·h)。

7.一種權利要求1所述氧化石墨烯/聚酰亞胺混合基質膜的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

1)提供一混合漿料，所述混合漿料包含第一溶劑和分散于所述第一溶劑中的氧化石墨烯粉末和聚酰亞胺粉末；

2)刮涂所述混合漿料，將刮涂所得膜立即浸入第二溶劑中浸泡處理，得到權利要求1所述混合基質膜；其中，所述刮涂直接在玻璃板上進行；

所述“浸泡處理”包括如下步驟：

i)在第二溶劑中預浸泡處理0.5-30min；

ii)取出前述步驟所得產物，在新的第二溶劑中繼續浸泡1-30h；

所述第一溶劑選自下組：N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、或其組合；和/或

所述第二溶劑為水。

8.如權利要求7所述制備方法，其特征在于，所述第一溶劑為N-甲基吡咯烷酮。

9.一種權利要求1所述氧化石墨烯/聚酰亞胺混合基質膜的用途，其特征在于，用于海水淡化處理。

10.一種制品，其特征在于，所述制品包含權利要求1所述氧化石墨烯/聚酰亞胺混合基質膜或由權利要求1所述氧化石墨烯/聚酰亞胺混合基質膜制成。