[發明專利]一種石墨烯基導電濾膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202010134690.5
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111318176B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 朱家藝;閔佳玉;任洪波;畢于鐵
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D71/02;B01D69/02;B01D67/00;B01D46/54;B01D39/20;B01D39/16
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 賈曉燕

本發明公開了一種石墨烯基導電濾膜及其制備方法，包括：步驟一、在真空抽濾裝置的濾杯中放入基膜，然后將氧化石墨烯分散液加入濾杯中，打開真空抽濾裝置的真空泵，控制抽濾壓強，進行真空抽濾，將制備的氧化石墨烯負載的基膜置于真空烘箱內烘干；將氧化石墨烯負載的基膜放置在培養皿上，在培養皿里滴加水合肼溶液，將其置烘箱中熏蒸，取出，得到石墨烯基導電濾膜。本發明的石墨烯基導電濾膜能實現石墨烯在基膜上的均勻負載，水合肼蒸汽熏蒸還原過程能實現石墨烯的高效還原。本發明的石墨烯基導電濾膜電導率為0.0004～0.0006s/cm，對0.1～0.5μm顆粒的過濾效率為96～99％。本發明的石墨烯基導電濾膜原料價格低廉，且操作流程簡單，有望于實現工業化。

技術領域

本發明屬于濾膜制備技術領域，特別涉及一種石墨烯基導電濾膜及其制備方法。

背景技術

隨著工業和科學技術的不斷發展，各種工業化石燃料的燃燒、交通運輸過程的尾氣排放、疫情疾病的傳染擴散等過程，使得大氣污染物的排放逐漸增多，比如各種污染性氣溶膠，這些大氣中的污染物嚴重威脅了人類的棲息環境及身體健康。目前，大氣污染治理已經成為當時代的研究熱點，如何對過濾、收集、檢測、治理、防范也隨之成為了研究重心。靜電吸附沉積是氣溶膠收集技術中常用的一種方式，其基本原理是利用高壓電場使空氣氣溶膠中的粒子帶電，隨后帶電粒子在電場力作用下被吸附收集到電極上。因此，實現靜電吸附過濾膜收集技術的有效途徑是基于傳統濾膜基礎上設計一種導電納米多孔復合過濾膜，同時兼具電極和過濾的作用，從而提高收集效率、檢測靈敏度和可靠性。

發明內容

本發明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優點。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種石墨烯基導電濾膜的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、在真空抽濾裝置的濾杯中放入基膜，然后將氧化石墨烯分散液加入濾杯中，打開真空抽濾裝置的真空泵，控制抽濾壓強在0.008～0.020MPa之間，進行真空抽濾，將制備的氧化石墨烯負載的基膜置于65～75℃的真空烘箱內烘干；

步驟二、將氧化石墨烯負載的基膜放置在培養皿上，在培養皿里滴加水合肼溶液，將其置于65～75℃烘箱中熏蒸15～45min，取出，得到石墨烯基導電濾膜。

優選的是，所述氧化石墨烯分散液的濃度為1～6mg/L；所述基膜的厚度為0.5～3mm。

優選的是，所述氧化石墨烯分散液的用量與基膜的表面積的比例為：1mL:3～4cm²。

優選的是，所述水合肼溶液的濃度為60～80wt％；所述水合肼溶液與氧化石墨烯分散液的體積比為1:30～60。

優選的是，所述基膜為玻璃纖維膜、聚丙烯膜、聚丙烯腈膜、尼龍膜、聚乳酸膜、聚苯乙烯膜中的任意一種。

優選的是，所述玻璃纖維膜為硼硅酸鹽玻璃纖維膜。

優選的是，所述基膜為聚碳酸酯-聚己內酯復合膜，其制備方法為：將質量比為3～5:1的聚碳酸酯和聚己內酯溶解在氯仿和DMF的混合溶劑中，得到質量分數為5～8％的聚碳酸酯-聚己內酯混合溶液，即殼層溶液，所述氯仿與DMF的體積比為4～6：1；將聚氧乙烯溶解在水中，得到質量分數為3～5％的聚氧乙烯溶液，即核層溶液，將殼層溶液和核層溶液分別注入到靜電紡絲機中不銹鋼同軸噴頭的外層和內層，在不銹鋼同軸噴頭與接收平板之間施加電壓，接收平板上鋪設有錫箔紙，然后將殼層溶液和核層溶液在高壓靜電噴射條件下噴射到接收平板的錫箔紙上，形成纖維膜，將纖維膜烘干，將烘干的纖維膜加入水中超聲浸泡12h，超聲的頻率為35～45kHz；將纖維膜撈出后烘干；得到聚碳酸酯-聚己內酯復合膜。