[發(fā)明專利]一種超親水石墨烯平板微孔濾膜及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011001698.0
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112642292A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳亞
• 申請（專利權(quán)）人: 邁博瑞生物膜技術(shù)（南通）有限公司
• 主分類號: B01D61/14
• 分類號: B01D61/14;B01D69/06;B01D69/10;B01D67/00
• 代理公司: 北京化育知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11833
• 代理人: 尹均利

本發(fā)明公開了一種超親水石墨烯平板微孔濾膜的制備方法，包括如下步驟：按配比將親水性微孔濾膜的原料共混，攪拌，溶解至均勻狀態(tài)，添加一定量的石墨烯，再次攪拌均勻，配制得鑄膜液；在空氣濕度為40?80％的環(huán)境中，將鑄膜液制備成初生態(tài)膜；將初生態(tài)膜經(jīng)凝固浴固化成膜。本發(fā)明中，按配比將親水性微孔濾膜的原料共混，攪拌，溶解至均勻狀態(tài)，在添加一定量的石墨烯之后，得到鑄膜液，在空氣濕度為40?80％的環(huán)境中，將鑄膜液制備成初生態(tài)膜，初生態(tài)膜在水中固化成成膜之后，依次經(jīng)水洗、醇洗處理，得到超親水性微孔膜材料，相比傳統(tǒng)的石墨烯微孔濾膜，親水性更高，并且石墨烯與均聚物很好的相容，解決了石墨烯在應(yīng)用中易脫離的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微孔濾膜技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超親水石墨烯平板微孔濾膜及其制備方法。

背景技術(shù)

微孔濾膜是利用高分子化學(xué)材料，致孔添加劑經(jīng)特殊處理后涂抹在支撐層上制作而成。在膜分離技術(shù)應(yīng)用中，微孔濾膜是應(yīng)用范圍最廣的一種膜品種，使用簡單、快捷、被廣泛應(yīng)用于科研、食品檢測、化工、納米技術(shù)、能源和環(huán)保等眾多領(lǐng)域。微孔濾膜主要由精制硝化棉，加入適量醋酸纖維素、丙酮、正丁醇、乙醇、等制成，親水，具有無毒衛(wèi)生，是一種多孔性的薄膜過濾材料，孔徑分布比較均勻穿透性的微孔，微孔率高達(dá)80‰的絕對孔徑。主要用于水系溶液的過濾，故也稱水系膜。

微孔濾膜從結(jié)構(gòu)上分析，乃一極薄濾膜，內(nèi)呈多孔海綿狀之結(jié)構(gòu)。一般常見之孔徑范圍為0.1微米至10微米。時下微孔濾膜之制造者，又按其形態(tài)差異，將其分類為：

平板薄紙型濾膜、中空纖維型濾膜和管狀型濾膜。其中，平板薄紙型濾膜又依其結(jié)構(gòu)差異，可再細(xì)分為“無支撐物之平板薄紙型濾膜”與“有支撐之平板薄紙型濾膜”兩種。根據(jù)兩者制造所需科技的要求，“無支撐物之平板薄紙型濾膜”比“有支撐物之平板薄紙型濾膜”的生產(chǎn)工藝更為精密與復(fù)雜。

微孔過濾乃篩分過程，屬于精密過濾。微孔精密過濾是指濾除0.1μm至10μm微粒的過濾技術(shù)，一般而言，過濾機(jī)理分表面型與深層型兩類。微孔過濾乃篩分過程，屬于精密過濾。經(jīng)由高級技術(shù)制造的MF膜其過濾機(jī)理為表面型過濾。因過濾孔徑固定，故可確保過濾的精度與可靠度。深層過濾又分非固定不規(guī)則孔徑與固定不規(guī)則孔徑，前者如化纖繞線型濾芯，一般只作為比較粗糙的預(yù)過濾。

平板微孔濾膜可以各種形狀來使用，包括盤型和筒形。平板微孔濾膜的制備是現(xiàn)有技術(shù)公知的，一般使用相轉(zhuǎn)變法。相轉(zhuǎn)變法通常分為以下幾種：1)蒸發(fā)有機(jī)溶劑或非有機(jī)溶劑(干法)；2)暴露于非有機(jī)溶劑的蒸汽中，所述蒸汽吸附在裸露的表面(蒸汽相誘導(dǎo)沉淀法)；3)在非有機(jī)溶劑液體中，通常為水中淬硬(濕法)；4)將熱的薄膜驟冷使聚合物的溶解度大大降低(熱法)。

目前微孔濾膜聚合物原料通常采用疏水性聚烯烴類，但疏水膜的表面能較低，水不易潤濕，且由于污染物的吸附易發(fā)生膜污染，因此通過添加親水性組分，改進(jìn)膜材料的親水性。在已有的研究報道和生產(chǎn)中，使用較多的親水性組分一般為聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮等。通過調(diào)節(jié)親水性組分含量，可提高微濾膜的親水性，但同時會在一定程度上犧牲微濾膜的強(qiáng)度和韌性。石墨烯作為一種新型原料，也逐步運用于過濾材料中，一般選取微孔濾膜作為支撐層，在支撐層的表面形成石墨烯功能層，通過干燥將微孔濾膜和石墨烯功能層連接。此工藝操作復(fù)雜，石墨烯用量較大，且不能保證兩層之間的連接牢固度，極易出現(xiàn)功能層脫離現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：為了解決上述的問題，而提出的一種超親水石墨烯平板微孔濾膜及其制備方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種超親水石墨烯平板微孔濾膜，按原料按重量份計，包括如下組分：

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步描述：

所述均聚物為聚醚砜、聚砜、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚酰亞胺、磺化聚醚醚酮、醋酸纖維素中的一種或幾種。