[發明專利]一種自清潔氧化石墨烯納濾膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202010582641.8
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111744371A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 何毅;余昊;肖國清;梅雪;李虹杰;馬靜;侯瑞彤;高藝軒;余晶
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: B01D71/02
• 分類號: B01D71/02;B01D71/34;B01D71/62;B01D67/00;B01D69/02;B01D69/10
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 房立普

本發明公開了一種自清潔氧化石墨烯納濾膜及其制備方法，所述自清潔氧化石墨烯納濾膜包括支撐層和功能層，所述功能層為GO?PPy@TiO₂雜化膜；其制備方法包括以下步驟：采用聚吡咯包裹二氧化鈦納米顆粒，形成PPy@TiO₂雜化結構；分別配置PPy@TiO₂納米顆粒分散液與GO分散液，將其混合均勻后采用真空抽濾的方法抽濾至所述支撐層上，得到所述自清潔氧化石墨烯納濾膜。本發明的自清潔氧化石墨烯納濾膜具有自清潔作用，水通量大，陽離子染料截留效率高，提高其在水處理中的應用前景。

技術領域

本發明涉及納濾膜技術領域，特別涉及一種自清潔氧化石墨烯納濾膜及其制備方法。

背景技術

納濾膜技術是一種高效、節能的新興分離膜技術，其中氧化石墨烯(GO)以其優異的機械穩定性以及可控的層間距成為理想的納濾膜材料。然而，氧化石墨烯膜(GO膜)污染問題阻礙了其在實際水處理中的應用，使其無法保持長期有效的染料去除率。同時，當染料分子小于氧化石墨烯膜層間距并且帶有正電荷時，氧化石墨烯納濾膜將顯示出較低的染料截留效果。因此，開發一種長效、快速去除荷正電的染料小分子的氧化石墨烯納濾膜是具備現實意義的。

發明內容

針對上述問題，本發明旨在提供一種自清潔氧化石墨烯納濾膜及其制備方法。

本發明的技術方案如下：

一方面，提供一種自清潔氧化石墨烯納濾膜，包括支撐層和功能層，所述功能層為GO-PPy@TiO₂雜化膜。

作為優選，所述支撐層為聚偏氟乙烯膜，所述聚偏氟乙烯膜的孔徑為0.02μm。

另一方面，還提供一種上述自清潔氧化石墨烯納濾膜的制備方法，包括以下步驟：

采用聚吡咯包裹二氧化鈦納米顆粒，形成PPy@TiO₂雜化結構；分別配置PPy@TiO₂納米顆粒分散液與GO分散液，將其混合均勻后設置在所述支撐層上，得到所述自清潔氧化石墨烯納濾膜。

作為優選，將PPy@TiO₂納米顆粒分散液與GO分散液混合均勻后，采用采用真空抽濾、旋涂、壓濾、溶劑揮發等方式將其設置在所述支撐層上；更為優選地，采用真空抽濾的方法將其設置在所述支撐層上。

作為優選，所述聚吡咯包裹二氧化鈦納米顆粒的具體方法為：稱取一定量的吡咯和二氧化鈦納米顆粒加入純水中超聲分散30min，加入濃鹽酸將溶液調節至酸性，采用紫外燈對調節后的溶液進行照射，使溶液中產生具有氧化性的羥基自由基，引發吡咯單體進行自由基聚合反應，反應3小時后終止反應，得到聚吡咯包裹二氧化鈦納米顆粒的PPy@TiO₂雜化結構。

作為優選，所述二氧化鈦納米顆粒的粒徑為5-10nm，所述吡咯與二氧化鈦納米顆粒的質量比為10:1。

作為優選，調節至酸性的溶液其pH值小于3。

作為優選，采用紫外燈對調節后的溶液進行照射時，采用大于300r/min的轉速對所述調節后的溶液進行攪拌。

作為優選，通過加入等體積的乙醇或調解pH至堿性，終止吡咯的聚合反應；調節至堿性的溶液其pH值大于11。

作為優選，所述PPy@TiO₂納米顆粒的用量為1-10mg，更為優選地，所述PPy@TiO₂納米顆粒的用量為5.5mg。所述的用量為一張膜里面PPy@TiO₂納米顆粒的總用量。

作為優選，所述GO分散液的濃度為0.01-0.1mg/mL，更為優選地，所述GO分散液的濃度為0.05mg/mL。

與現有技術相比，本發明具有如下優點：