[發明專利]氧化石墨烯/亞甲基藍復合膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201810986792.2
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109304097B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 陳英波;侯敬珂
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D61/14;C02F1/44;C02F101/30
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 劉美甜

本發明公開了一種氧化石墨烯/亞甲基藍復合膜及其制備方法，該氧化石墨烯/亞甲基藍復合膜由基膜和附著在基膜上的過濾層構成；過濾層的主要成分由氧化石墨烯和亞甲基藍構成。制備方法包括如下步驟：將氧化石墨烯加純水研磨至粒徑分散均勻，在攪拌條件下加純水，稀釋至5～20μg/mL，繼續攪拌，后再在200～600w下超聲1～30min，加入亞甲基藍，攪拌至混合均勻，得到制膜液；4)將適宜量的制膜液加入砂芯漏斗，砂芯漏斗內預先鋪設有基膜；真空抽濾，干燥，得到氧化石墨烯/亞甲基藍復合膜。制備方法簡單、高效、成本低、可重復性高；得到的產品能大幅度提高對染料的截留率。

技術領域

本發明涉及膜技術領域，具體涉及一種氧化石墨烯/亞甲基藍復合膜及其制備方法。

背景技術

石墨烯，一種碳基材料，是由sp²組成的單原子厚度二維層狀材料雜化碳原子。氧化石墨烯(簡稱GO)是其主要衍生物之一，具有和石墨烯相似的二維平面結構。由于GO表面有豐富的含氧官能團，因此GO膜具有良好的滲透性能。雖然GO膜在應用中具有許多優點，但是GO膜在水中不穩定，分離過程中容易從基膜上脫落；另外，氧化石墨烯膜對鹽和染料的截留率均比較低。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種氧化石墨烯/亞甲基藍復合膜及其制備方法，得到的氧化石墨烯/亞甲基藍復合膜能大幅度提高對染料的截留率，且在水中長時間使用時性能穩定，制備方法簡單、高效、成本低、可重復性高，能大大降低處理染料廢水的成本，具有廣闊的市場應用前景。

為此，本發明的技術方案如下：

一種氧化石墨烯/亞甲基藍復合膜，由基膜和附著在基膜上的過濾層構成；所述過濾層的主要成分由氧化石墨烯和亞甲基藍構成。

進一步，所述基膜為微濾膜。

一種氧化石墨烯/亞甲基藍復合膜的制備方法，包括如下步驟：

1)將氧化石墨烯加純水研磨至粒徑分散均勻，在攪拌條件下加入純水，稀釋至5～20μg/mL，繼續攪拌，得到氧化石墨烯懸濁液；

2)將所述氧化石墨烯懸濁液在200～600w下超聲1～30min，得到分散均勻的氧化石墨烯水溶液；

3)向氧化石墨烯水溶液中加入亞甲基藍，攪拌至混合均勻，得到制膜液；其中，所述氧化石墨烯占所述制膜液總質量的0.0001％～0.001％，亞甲基藍占所述制膜液總質量的1×10^-6％～1×10^-4％；

4)將適宜量的所述制膜液加入砂芯漏斗，所述砂芯漏斗內預先鋪設有基膜；真空抽濾，干燥，得到所述氧化石墨烯/亞甲基藍復合膜。

進一步，所述亞甲基藍占所述制膜液總質量的5×10^-6％～1.5×10^-5％。

進一步，步驟4)中所述干燥為室溫干燥或冷凍干燥。

步驟3)中亞甲基藍的含量對最終制得膜的性能影響重大，當亞甲基藍含量小于5×10^-6wt％時，氧化石墨烯(簡寫為GO)與亞甲基藍(簡寫MB)之間是GO/MB共軛和GO/MB單面吸附，且共軛作用為主，吸附作用為輔；當亞甲基藍含量為5×10^-6wt％～1.5×10^-5wt％時，此時GO/MB吸附作用剛好達到飽和，最終制得膜的截留率達到最佳；當亞甲基藍含量高于1.5×10^-5wt％時，MB/GO/MB雙面吸附作用出現，最終制得膜的截留率開始下降。