[發明專利]一種高分子修飾的石墨烯過濾膜的制備方法

有效

• 申請號: 201811544413.0
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN111318172B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 王曉慧;韓卓;叢軍;孫恩呈;劉璐;宋春燕;袁新
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司技術檢測中心
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D71/02;B01D71/60;B01D69/12
• 代理公司: 濟南智圓行方專利代理事務所(普通合伙企業) 37231
• 代理人: 楊際偉

本發明公開了一種高分子修飾的石墨烯過濾膜的制備方法，屬于油水分離膜材料技術領域。其技術方案包括如下步驟：將清潔處理后的不銹鋼網表面涂覆聚多巴胺，然后與氧化石墨烯反應制得氧化石墨烯/聚多巴胺表面涂覆的不銹鋼網；再在堿性條件下，通過邁克爾加成反應，將聚合物接枝在氧化石墨烯/聚多巴胺表面涂覆的不銹鋼網上，制得超親水性的高分子修飾的石墨烯過濾膜。本發明的有益效果為：本發明將特殊浸潤性高分子涂覆于機械強度較高的不銹鋼網基底上，將氧化石墨烯更加牢固的鎖在聚多巴胺表面涂覆的不銹鋼網上，制備得到的超親水性的油水分離膜，機械性能好，使用壽命長；本發明的制備方法簡單易行，成本低，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及油水分離膜材料技術領域，尤其涉及一種高分子修飾的石墨烯過濾膜的制備方法。

背景技術

隨著我國工業的快速發展，含油廢水排放量也逐年增加，成分日趨復雜。若油田廢水未經處理直接排放，不但造成水資源的極大浪費，同時也造成嚴重的環境污染。隨著國家環保要求的提高及節能減排政策的提出，含油廢水處理技術成為影響油田可持續發展的重要因素。

膜分離技術是一種新型的油水分離方式，具有能耗低、單級分離效率高、過程靈活簡單、環境污染低、通用性強等優點。膜是膜分離技術的核心。隨著材料科學的發展，近年來基于特殊潤濕性的表面材料研究發展迅猛，主要包括超親水、超疏水、超親油、超疏油、超雙疏、超雙親表面等。通過設計材料表面的特殊浸潤性，得到超疏油或者超疏水的分離材料，無疑是提高其油水分離性能最有效的手段，尤其是具有超親水和水下超疏油性能的膜，當含油廢水接觸膜表面時，水可以快速浸潤往下滲透，而膜表面始終保持超疏油性，油阻截在過濾膜表面，從而達到動態流體中油水混合物高通量快速分離的效果，應用前景更為廣闊。

以三維多孔石墨烯組裝體作為膜材料，前期已實現石墨烯納米材料規?；统杀镜闹苽?，以石墨烯納米材料為原料制備的三維多孔石墨烯組裝體，成本低廉、制備工藝簡單、機械強度高、化學和熱穩定性高，能作為優良的膜材料進一步推廣應用。進一步將智能型溫敏高分子修飾到石墨烯組裝體表面，可制得在常溫下具有優良超親水-水下超疏油性的石墨烯復合過濾膜，分離效率高、分離速度快、綠色環保、抗污性能優良、可循環利用、使用壽命長。

在此基礎之上，為了達到石墨烯膜的實際現場應用，一般需要將石墨烯膜固定在死端過濾裝置或者錯流過濾裝置上使用。此過程中，膜體自身要承受來自液柱的巨大壓力，這就要求石墨烯膜具有一定的機械強度；因此如何將浸潤性高分子材料涂裝在不同基底材料上，以提高石墨烯膜的強度，是目前急需解決的一個問題。

申請號為201810568258.X、名稱為《一種氧化石墨烯/聚多巴胺表面修飾的油水分離鋼絲網》的專利申請文件中公開了一種具有高效浮油分離能力的氧化石墨烯/聚多巴胺表面修飾的不銹鋼絲網及其制備方法，將多巴胺和氧化石墨烯依次涂覆在鋼絲網上制備氧化石墨烯/聚多巴胺表面修飾的不銹鋼絲網，這種方法的缺點是氧化石墨烯涂覆的強度不大，多次使用后容易造成氧化石墨烯的破損脫落，影響使用壽命。

發明內容

為了解決以上技術問題，本發明提供了一種涂覆強度大的高分子修飾的石墨烯過濾膜的制備方法，使用本發明的制備方法制得的高分子修飾的石墨烯過濾膜具有超親水性，油水分離效率高并且使用壽命長。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種高分子修飾的石墨烯過濾膜的制備方法，包括如下步驟：

步驟(1)將清潔處理后的不銹鋼網表面涂覆聚多巴胺；

步驟(2)將步驟(1)中表面涂覆聚多巴胺的不銹鋼網與氧化石墨烯反應制得氧化石墨烯/聚多巴胺表面涂覆的不銹鋼網；

步驟(3)在堿性條件下，通過邁克爾加成反應，將末端帶有巰基的聚合物P(MeO₂MA-co-OEGMA-SH)，接枝在步驟(2)制得的氧化石墨烯/聚多巴胺表面涂覆的不銹鋼網上，制得超親水性的高分子修飾的石墨烯過濾膜。