[發(fā)明專利]氧化石墨烯/鉻黑T復(fù)合膜及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810986838.0
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109046043B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳英波;侯敬珂
• 申請（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D67/00;B01D61/14;C02F1/44;C02F1/28;B01J20/28;B01J20/22;C02F101/30;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 劉美甜

本發(fā)明公開了一種氧化石墨烯/鉻黑T復(fù)合膜及其制備方法，該氧化石墨烯/鉻黑T復(fù)合膜由基膜和附著在基膜上的過濾層構(gòu)成；過濾層的主要成分由氧化石墨烯和鉻黑T構(gòu)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(xù)攪拌，后再在300～500w下超聲10～60min，加入鉻黑T，攪拌至混合均勻，得到制膜液；將適宜量的制膜液加入砂芯漏斗，砂芯漏斗內(nèi)預(yù)先鋪設(shè)有基膜；真空抽濾，干燥，得到氧化石墨烯/鉻黑T復(fù)合膜。制備方法簡單、高效、成本低、可重復(fù)性高；得到的產(chǎn)品能大幅度提高對染料的截留率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及膜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氧化石墨烯/鉻黑T復(fù)合膜及其制備方法。

背景技術(shù)

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(jié)構(gòu)。GO由于氧化作用在碳骨架的表面上引入了上述3種極性含氧官能團。這種結(jié)構(gòu)使其具有極強的親水性，因而在水溶液中具有很好的穩(wěn)定性和分散性，加之GO膜具有特殊的之字形水分子傳輸通道，這使得制備的GO膜滲透性能良好。因此，GO膜的工程化應(yīng)用更具現(xiàn)實意義。現(xiàn)有GO膜在處理染料廢水時截留率低，大大限制了其進一步在印染廢水處理領(lǐng)域的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種氧化石墨烯/鉻黑T復(fù)合膜及其制備方法，得到的氧化石墨烯/鉻黑T復(fù)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(wěn)定，制備方法簡單、高效、成本低、可重復(fù)性高，能大大降低處理染料廢水的成本，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。

為此，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種氧化石墨烯/鉻黑T復(fù)合膜，由基膜和附著在基膜上的過濾層構(gòu)成；所述過濾層的主要成分由氧化石墨烯和鉻黑T構(gòu)成。

進一步，所述基膜為微濾膜。

進一步，所述基膜為聚酰胺微濾膜、聚醚砜微濾膜、聚偏氟乙烯微濾膜、聚四氟乙烯微濾膜或混合纖維素微濾膜。

一種氧化石墨烯/鉻黑T復(fù)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(xù)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300～500w下超聲10～60min，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鉻黑T，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(zhì)量的0.0005％～0.001％，鉻黑T占所述制膜液總質(zhì)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(nèi)預(yù)先鋪設(shè)有基膜；真空抽濾，干燥，得到所述氧化石墨烯/鉻黑T復(fù)合膜。

進一步，所述鉻黑T占所述制膜液總質(zhì)量的1.5×10^-5％～3.0×10^-5％。

進一步，步驟4)中所述干燥為室溫干燥或冷凍干燥。

本發(fā)明為一種通過p-p共軛得到的氧化石墨烯/鉻黑T復(fù)合膜及其制備方法，所實現(xiàn)的技術(shù)效果如下：

1、由于氧化石墨烯含有豐富的含氧官能團，制備的氧化石墨烯膜具有特殊的之字形傳輸通道，賦予所得的復(fù)合膜良好的滲透性能；

2、由于氧化石墨烯和鉻黑T都具有共軛體系，通過共混可形成有p-p共軛的復(fù)合膜，該p-p共軛作用使氧化石墨烯/鉻黑T復(fù)合膜穩(wěn)定性良好。