[發明專利]一種氨化氧化石墨烯基3D納米顆粒改性有機分離膜制備方法

有效

• 申請號: 201611131315.5
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106582299B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 朱振亞;王磊
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種氨化氧化石墨烯基3D納米顆粒改性有機分離膜制備方法，其特征在于，包括下述步驟：

1)氧化石墨烯基3D納米顆粒制備:配制濃度為60～95wt％的無水乙醇和純水的混合溶液，按照質量比向1L混合液中加入2～50mg氧化石墨烯粉末，將混合液的pH值調至8.0～9.0，得到堿性溶液，按照質量比在1L堿性液中滴入0.5～5mg的正硅酸乙酯，超聲，常溫儲存，離心，并用無水乙醇反復清洗濾餅，真空冷凍干燥24h，所得氧化石墨烯基3D納米顆粒儲存備用；

2)氨化氧化石墨烯基3D納米顆粒制備：按質量比為1：(30～100)將氧化石墨烯基3D納米顆粒分散于乙醇中，并加熱到70～80℃，加入質量分數為1wt％的3-氨丙基三甲氧基硅烷APS，回流反應，離心，并用乙醇洗滌，烘箱干燥，即得到氨基改性的氨化氧化石墨烯基3D納米顆粒；

3)復合有機分離膜的制備：采用高分子超濾膜為基底膜，將氨基改性的氨化氧化石墨烯基3D納米顆粒分散到多元胺的水相溶液或多元酰氯的油相溶液中，將基底膜在水相溶液中浸泡0.3～2min，取出后去除基底膜過量的水分，再浸泡在多元酰氯的油相溶液中0.5～2min，然后在45～65℃下固化5～30min，去離子水充分漂洗，在空氣中晾干，即得氧化石墨烯基3D納米顆粒改性有機分離膜；

氨化氧化石墨烯基3D納米顆粒改性有機分離膜，其在2000ppm NaCl溶液水通量不低于18.5L/m²/h/MPa，脫鹽率不低于93.6％；在2000ppm Na₂SO₄溶液水通量不低于39.1L/m²/h/MPa，脫鹽率不低于97.2％。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化石墨烯粉末為50～500目的粉末。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中，回流反應2～4h，離心，并用乙醇洗滌3～5次，在45～60℃烘箱干燥10～12h。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述高分子超濾膜材料為聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚丙烯、聚乙烯、聚偏氟乙烯、醋酸纖維素類、聚氨酯、聚氯乙烯、聚已內酰胺或聚呋喃醇中的任一種，超濾膜的截留分子量在20～60kDa。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述多元胺的水相溶液多元胺比例為0.5-5wt％，多元胺選自乙二胺、己二胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、哌嗪及哌嗪的衍生物、對苯二胺、間苯二胺和鄰苯二胺中的一種。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述多元酰氯的油相溶液中多元酰氯比例為0.05-0.5wt％；

所述多元酰氯選自均苯三甲酰氯、間苯二甲酰氯、對苯二甲酰氯和5-異氰酸基間苯二甲酰氯中的一種或多種；

所述油相為正己烷、正庚烷、十二烷或三氟三氯乙烷。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用高分子超濾膜為基底膜進行支撐底層的方法為燒結法、拉伸法、徑跡刻蝕法、溶膠-凝膠法、蒸鍍法、涂覆法、相轉化法或靜電紡絲法，或在使用上述方法制備過程中通過交聯改性、接枝改性、摻雜改性獲得支撐底層的方法。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所得有機分離膜表層的活性分離層的厚度在0.2～0.8μm之間。

9.根據權利要求1-8任一項所述的方法，其特征在于，氨化氧化石墨烯基3D納米顆粒改性有機分離膜在海水及苦咸水淡化、海水及苦咸水的軟化、飲用水處理和污水深度處理領域中應用。