[發明專利]含有氧化石墨烯的有機復合膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202010273856.1
• 申請日: 2020-04-09
• 公開（公告）號: CN111437736A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 韋江;陳楚龍
• 申請（專利權）人: 浙江美易膜科技有限公司
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D67/00;B01D71/56
• 代理公司: 北京智乾知識產權代理事務所(普通合伙) 11552
• 代理人: 劉瑩瑩

1.一種支撐層和復合層都含有氧化石墨烯的有機復合膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將質量濃度為0.1wt％-10.0wt％的氧化石墨烯分散到聚合物鑄膜液中，使氧化石墨烯與聚合物共混，通過非溶劑相轉化原理制得微孔膜支撐層，所述微孔膜屬于超濾膜；

(2)將步驟(1)所得支撐層與含有至少兩個反應性氨基的多元胺的水溶液接觸，并同時將氧化石墨烯分散在該多元胺水溶液中，接觸時間為5s-6min,使多元胺吸附在微孔膜支撐層的表面及微孔結構中；

(3)除去支撐層表面多余的多元胺溶液，將該支撐層與含有至少兩個反應性酰氯基官能團的酰氯化合物的有機相溶液接觸5s-6min，通過界面聚合反應形成聚酰胺復合層；(4)將步驟(3)所得產物經后處理、烘干后即得復合膜；

其中，在所述步驟(4)前將步驟(2)和步驟(3)重復一次或多次，從而形成雙層或多層聚酰胺復合層。

2.根據權利要求1所述的支撐層和復合層都含有氧化石墨烯的有機復合膜的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，聚合物包括聚砜、聚醚砜、磺化聚砜、磺化聚醚砜中的一種或一種以上的混合物，先將氧化石墨烯分散在二甲基甲酰胺和二甲基亞砜的混合溶液中，然后與聚合物溶液混合均勻配制成鑄膜液。

3.根據權利要求1所述的支撐層和復合層都含有氧化石墨烯的有機復合膜的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，將氧化石墨烯分散在多元胺水溶液中的過程包括：芳香族、脂肪族、脂環族的多元胺和多元醇胺中的一種或幾種溶解于水中，其在水溶液中的質量濃度為0.1wt％-10wt％，待多元胺和多元醇胺完全溶解于水后，再向水溶液中加入質量濃度為0.1wt％-2wt％的溶液A和質量濃度0.1wt％-3wt％的溶液B,最后加入氧化石墨烯，使氧化石墨烯分散到水溶液中，氧化石墨烯的最終質量濃度15ppm至5wt％。

4.根據權利要求3所述的支撐層和復合層都含有氧化石墨烯的有機復合膜的制備方法，其特征在于，所述溶液A為十二烷基硫酸納、十二烷基苯磺酸鈉、N-甲基吡咯烷酮、月桂基磺酸鈉中的一種或幾種；所述溶液B為三乙胺、碳酸鈉、碳酸氫鈉、磷酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或幾種。

5.根據權利要求3所述的支撐層和復合層都含有氧化石墨烯的有機復合膜的制備方法，其特征在于，所述氧化石墨烯先分散在多元胺水溶液中，所述芳香族的多元胺為間苯二胺、鄰苯二胺、對苯二胺、1,3,5-三氨基苯、1,2,4-三氨基苯、3,5-二氨基苯甲酸、2,4-二氨基甲苯、2,4-二氨基苯甲醚中的至少一種；所述脂肪族多官能胺為乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、三(2-氨乙基)胺、二乙烯三胺、聚乙烯亞胺、N-(2-羥乙基)乙二胺、己二胺中的至少一種；所述脂環族多元胺為1,3-二氨基環己烷、1,2二氨基環己烷、1,4二氨基環己烷、哌嗪、1,3-雙哌啶基丙烷、4-氨基甲基哌嗪中的至少一種；所述多元醇胺為乙醇胺、二乙醇胺、己二醇胺、二甘醇胺中的至少一種。

6.根據權利要求1所述的支撐層和復合層都含有氧化石墨烯的有機復合膜的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，酰氯化合物的有機溶液的配制方法為：取芳香族、脂肪族、脂環族的多官能酰氯化合物中的一種或幾種，按照總質量百分比為0.03wt％-3wt％的比例溶解于含有4至12個碳原子的脂肪烴、環脂烴、芳香烴中的一種或幾種，攪拌溶解后即得。

7.根據權利要求6所述的支撐層和復合層都含有氧化石墨烯的有機復合膜的制備方法，其特征在于，所述芳香族多官能酰氯化合物為對苯二甲酰氯、間苯二甲酰氯、鄰苯二甲酰氯、聯苯二甲酰氯、苯二磺酰氯、均苯三甲酰氯中的至少一種；所述脂肪族多官能酰氯化合物為丁三酰氯、丁二酰氯、戊三酰氯、戊二酰氯、己三酰氯、己二酰氯中的至少一種；所述脂環族多官能酰氯化合物為環丙烷三酰氯、環丁烷二酰氯、環丁烷四酰氯、環戊烷二酰氯、環戊烷三酰氯、環戊烷四酰氯、環己烷二酰氯、環己烷三酰氯、環己烷四酰氯、四氫呋喃二酰氯、四氫呋喃四酰氯中的至少一種。