[發(fā)明專利]一種多巴胺助分散氧化石墨烯改性聚偏氟乙烯超濾膜的制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201711124545.3 | 申請(qǐng)日： | 2017-11-14 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN107638816B | 公開（公告）日： | 2021-07-30 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 周藝峰;朱瑤;陳鵬鵬;聶王焰;徐穎 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 安徽大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | B01D71/34 | 分類號(hào)： | B01D71/34;B01D67/00;B01D61/14 |
| 代理公司： | 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101 | 代理人： | 盧敏 |
| 地址： | 230601 安*** | 國(guó)省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 多巴胺 分散 氧化 石墨 改性 聚偏氟 乙烯 超濾膜 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種多巴胺助分散氧化石墨烯改性聚偏氟乙烯超濾膜的制備方法，其特征在于：首先通過(guò)多巴胺的加入加強(qiáng)氧化石墨烯在N,N二甲基乙酰胺中的穩(wěn)定性，然后再加入聚偏氟乙烯及聚乙烯吡咯烷酮，獲得鑄膜液；將鑄膜液通過(guò)浸沒?沉淀相轉(zhuǎn)化法，即制得多巴胺助分散氧化石墨烯聚偏氟乙烯超濾膜。本發(fā)明所制得的超濾膜中通過(guò)加入了多巴胺使得氧化石墨烯在鑄膜液中的分散更加穩(wěn)定，親水性改性效果增加，既大幅提高了水通量，同時(shí)也提高了抗污性能。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種超濾膜的制備方法，具體地說(shuō)是一種多巴胺助分散氧化石墨烯改性聚偏氟乙烯超濾膜的制備方法，屬于功能膜領(lǐng)域。
背景技術(shù)
膜分離技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展較為迅猛的分離技術(shù)。用于制備超濾膜的材料有聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚丙烯晴(PAN)等。而PVDF由于具有化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性強(qiáng)、在常溫條件下酸和堿等強(qiáng)氧化劑都不能將其腐蝕、Td在300℃以上等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于超濾膜的制備。但若是將其單獨(dú)作為膜材料有較為嚴(yán)重的缺陷，因?yàn)樗谋砻婺芴凸适杷蕴珡?qiáng)，制備的超濾膜的水通量太低且易于被污染，導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)用的價(jià)值大大降低。
氧化石墨烯(GO)是石墨烯的一種衍生物，它是一種由單層碳原子構(gòu)成的二維的呈蜂窩狀的平面結(jié)構(gòu)。它的化學(xué)成分主要是由碳原子和極性含氧官能團(tuán)構(gòu)成。GO的片層上引入了大量的含氧官能團(tuán)，如羥基(-OH)、羧基(-COOH)、環(huán)氧基(-O-)等。這些含氧官能團(tuán)使得GO的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)都產(chǎn)生了巨大的改變，例如GO能夠在水和一些有機(jī)溶劑中穩(wěn)定的分散，形成均勻的溶液。其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使其具有較強(qiáng)的力學(xué)性能和導(dǎo)電性能以及較大的比表面積。多巴胺(DA)是一種易溶于水的小分子，在一定條件下可以發(fā)生自聚形成聚多巴胺，其有很多優(yōu)異的物理性能包括黏附性、金屬離子螯合性、生物相容性等。而GO也具有很強(qiáng)的化學(xué)修飾能力，可以根據(jù)所需要的性質(zhì)以及實(shí)際應(yīng)用的目的對(duì)其進(jìn)行化學(xué)改性，提高GO在有機(jī)溶劑中的分散性，從而應(yīng)用于高分子超濾膜的改性研究。
如專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N201610396809.X的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種殼聚糖功能化氧化石墨烯/聚偏氟乙烯雜化超濾膜及其制備方法，是通過(guò)利用殼聚糖對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行共價(jià)功能化制備了殼聚糖-氧化石墨烯；然后把殼聚糖-氧化石墨烯超聲分散于有機(jī)溶劑中，加入聚偏氟乙烯和致孔劑于一定溫度下攪拌溶解均勻得到鑄膜液；再以水為凝固浴，并采用浸沒-沉淀相轉(zhuǎn)化法將鑄膜液制成殼聚糖-氧化石墨烯/聚偏氟乙烯雜化超濾膜。該膜提高了氧化石墨烯在膜基質(zhì)中的分散性并且在親水性、水通量及抗污染性能等方面與氧化石墨烯/聚偏氟乙烯超濾膜相比都有較大的提升。
聚偏氟乙烯超濾膜的水通量小、抗污性能差，限制了其實(shí)際應(yīng)用。單純的使用氧化石墨烯對(duì)其進(jìn)行親水性改性，氧化石墨烯在鑄膜液中的分散性并不理想。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種多巴胺助分散氧化石墨烯改性聚偏氟乙烯超濾膜的制備方法，旨在通過(guò)多巴胺助分散氧化石墨烯并用于改性聚偏氟乙烯超濾膜，使得復(fù)合超濾膜在親水性、水通量、抗污染性能等方面都大幅提高。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，采用如下技術(shù)方案：
本發(fā)明多巴胺助分散氧化石墨烯改性聚偏氟乙烯超濾膜的制備方法，其特點(diǎn)在于：
將片層氧化石墨烯和多巴胺加入到N,N二甲基乙酰胺中，超聲分散均勻，然后再加入聚乙烯吡咯烷酮和聚偏氟乙烯顆粒，攪拌至溶解，獲得鑄膜液；利用浸沒-沉淀相轉(zhuǎn)化法，將所述鑄膜液制成多巴胺助分散氧化石墨烯聚偏氟乙烯超濾膜。
本發(fā)明的制備方法，具體包括如下步驟：
步驟1、制備鑄膜液
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