[發明專利]功能化氧化石墨烯復合膜的制備方法及應用

在審

• 申請號: 201910380037.4
• 申請日: 2019-05-08
• 公開（公告）號: CN110193293A
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 楊京京;李運波;張春磊;趙振文;劉麗
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B01D71/06
• 分類號: B01D71/06;B01D69/12;B01D67/00;C07C7/144;C07C9/06;C07C9/08;C07C11/04;C07C11/06
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 崔文文

本發明提供一種功能化氧化石墨烯復合膜的制備方法，至少包括如下步驟：對多孔陶瓷載體進行清洗和表面處理；將氧化石墨烯在水中進行分散，得到氧化石墨烯分散液；將卟啉與銀鹽在水中進行反應，使得銀與卟啉配位，得到卟啉銀溶液；將所述氧化石墨烯分散液和所述卟啉銀溶液加入水中稀釋混合均勻，得到混合物1；將混合物1通過壓濾沉積法在所述多孔陶瓷載體上，制得功能化氧化石墨烯復合膜。本發明所述的制備方法低能耗、操作方便、過程簡單、高效率、低成本。

技術領域

本發明涉及化工分離技術領域，特別是涉及一種功能化氧化石墨烯復合膜的制備方法及應用。

背景技術

烯烴是石油化工生產中的重要原料，是工業中的原材料。而工業中生產聚丙烯和聚乙烯需要高純度的丙烯和乙烯，需要將烯烴和烷烴分離達到提純的目的。當前，烯烴的主要來源是石油裂解氣，是石油餾分在高溫裂解爐中發生斷鏈和脫氫反應的產物，通常烯烴和烷烴、乙炔、CO等物質同時產生。乙烷、丙烷等雜質的存在會嚴重影響烯烴下游產品的質量。所以為了獲取高純度的烯烴，必須對石油裂解氣進行分離純化。乙烷/乙烯，丙烷/丙烯這些碳原子數相同的物質，它們的分子大小很接近，沸點相近，揮發度的差異也較小，因此烯烴烷烴的有效分離是化工分離領域中的重大挑戰。

烷烴/烯烴常用的分離方法有精餾法、吸附分離和膜分離等。其中，精餾分離方法能耗高、工序復雜、投資大，其能耗占分離工藝中總能量的3％左右，因此常規的低溫蒸餾是一個非常耗能的分離過程。由于沸石類吸附材料受孔容限制，它們的吸附容量低，制約了應用。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種功能化氧化石墨烯復合膜的制備方法及應用。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明第一方面提供一種功能化氧化石墨烯復合膜的制備方法，所述制備方法至少包括如下步驟：

1)對多孔陶瓷載體進行清洗和表面處理；

2)將氧化石墨烯在水中進行分散，得到氧化石墨烯分散液；

3)將卟啉與銀鹽在水中進行反應，使得銀與卟啉配位，得到卟啉銀溶液；

4)將所述氧化石墨烯分散液和所述卟啉銀溶液加入水中稀釋混合均勻，得到混合物1；

5)將混合物1通過壓濾沉積法在所述多孔陶瓷載體上，制得功能化氧化石墨烯復合膜。

本發明第二方面提供一種功能化氧化石墨烯復合膜，采用前述功能化氧化石墨烯復合膜的制備方法制得。

本發明第三方面提供前述功能化氧化石墨烯復合膜在烯烴和烷烴分離中的應用。

如上所述，本發明的一種功能化氧化石墨烯復合膜的制備方法及應用，具有以下有益效果：

本發明所述的制備方法低能耗、操作方便、過程簡單、高效率、低成本，利用氧化石墨烯規則的二維納米通道、可控的層間距和良好的親水性等性能及金屬陽離子與卟啉配位，從而單個金屬原子被固定，同時卟啉銀可以通過π-π相互作用嵌入氧化石墨烯層間，一方面減小了層間距，另一方面將銀離子引入氧化石墨烯膜中，從而能夠分離烯烴和烷烴。

附圖說明

圖1是氣體滲透裝置示意圖。

圖2是實施例1中氧化石墨烯膜的掃描電鏡圖，左圖是表面形貌，右圖是斷面形貌。

圖3是實施例2中乙酸銀功能化的氧化石墨烯復合膜的掃描電鏡圖，左圖是表面形貌，右圖是斷面形貌。

圖4是實施例3中卟啉功能化的氧化石墨烯復合膜的掃描電鏡圖，左圖是表面形貌，右圖是斷面形貌。

圖5是實施例4中卟啉銀功能化的氧化石墨烯復合膜的掃描電鏡圖，左圖是表面形貌，右圖是斷面形貌。

具體實施方式