[發明專利]一種氧化石墨烯改性的高性能超濾復合膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201710264132.9
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN106943894B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 楊禹;趙旌晶;李媛;侯立安
• 申請（專利權）人: 北京師范大學;中國人民解放軍火箭軍工程大學
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D69/12;B01D67/00;B01D61/14;C02F1/44;C02F101/30
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張宇園

1.一種氧化石墨烯改性的高性能超濾復合膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)活化PVDF超濾膜：將PVDF超濾膜置于氫氧化鉀、四丁基氟化銨混合液中浸泡一段時間，取出并放置于亞硫酸氫鈉、濃硫酸混合液中，取出并用超純水沖洗數次；

(2)接枝酰氯基官能團：稱取一定量均苯三甲酰氯，以正己烷為溶劑，制得均苯三甲酰氯溶液；將活化后的膜浸漬在均苯三甲酰氯溶液中一定時間，取出并用正己烷沖洗數次；

(3)接枝氧化石墨烯：配置氧化石墨烯水溶液，將表面帶有酰氯基團的膜置于氧化石墨烯分散液中浸泡，取出并用超純水沖洗數次；

(4)接枝氨基官能團：將一定量的乙二胺溶于水中，攪拌后將表面帶有氧化石墨烯的改性膜置于乙二胺溶液中，一段時間后取出并用超純水沖洗數次；

(5)接枝氧化石墨烯：將表面帶有氨基的改性膜置于氧化石墨烯分散液中，取出后用超純水沖洗數次；

(6)重復步驟(4)和步驟(5)數次，得到不同層數的氧化石墨烯-聚偏氟乙烯復合膜，將膜浸漬于甲醇溶液中2h去除乙二胺，然后置于超純水中待用；

(7)氧化石墨烯-聚偏氟乙烯復合膜用于去除溶解性有機物，將復合膜置于外壓、錯流過濾系統中進行測試，考察膜對污染物的去除率及抗污染性能。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述PVDF超濾膜為北京清大國華膜科技有限公司提供的分子截留量為100kDa的商品平板超濾膜，膜通量為10000～30000kg/m²h。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，將PVDF膜表面活化與氧化石墨烯層層組裝法兩種方式進行結合得到聚偏氟乙烯-氧化石墨烯復合膜。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，活化后的PVDF膜與氧化石墨烯層通過均苯三甲酰氯連接；氧化石墨烯層間通過乙二胺連接。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述的氫氧化鉀的濃度為0.8～1.5mol/L，四丁基氟化胺的投加量為0.2～0.5g，PVDF商品超濾膜在兩溶液中的浸漬時間為10～15min。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述的亞硫酸氫鈉的濃度為0.8～1.5mol/L，濃硫酸投加量為0.1～0.2g，在混合液中的浸泡時間為10～15min。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述的均苯三甲酰氯的質量分數為0.1％～0.15％。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中所述的氧化石墨烯的尺寸大小為10～50μm，分散液中氧化石墨烯的濃度為100～200mg/L。

9.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中所述的乙二胺溶液中乙二胺的質量分數為25％～50％。

10.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(6)中所述的不同層數的氧化石墨烯-聚偏氟乙烯復合膜中氧化石墨烯的層數為2～15層。

11.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(7)中所述的溶解性有機物主要物質為蘇望尼河天然有機質，且DOC濃度為5mg/L；氧化石墨烯-聚偏氟乙烯復合膜對其去除率為36.5％～68％，較改性前超濾膜提高15％，水通量為3750～10150kg/m²·h。