[發(fā)明專利]一種葫蘆脲/金屬離子交聯(lián)氧化石墨烯復(fù)合膜的制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110110020.4
• 申請日: 2021-01-27
• 公開（公告）號(hào): CN112934004B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘福生;姜忠義;杜宇倩;李穎
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D69/12
• 分類號(hào): B01D69/12;B01D69/02;B01D67/00;B01D61/36;C07C29/76;C07C31/12
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 李麗萍

1.一種葫蘆脲/金屬離子交聯(lián)氧化石墨烯復(fù)合膜的制備方法，該復(fù)合膜是由氧化石墨烯納米片、葫蘆脲與金屬離子通過水分子橋聯(lián)的形式形成的超分子絡(luò)合物構(gòu)成；其中，葫蘆脲/金屬離子超分子絡(luò)合物作為交聯(lián)劑提高氧化石墨烯復(fù)合膜在水環(huán)境中穩(wěn)定性的同時(shí)還作為水分子的快速傳質(zhì)通道提高了膜的滲透性；其特征在于，該制備方法是：首先將葫蘆脲與金屬離子溶解于pH＝2的鹽酸溶液中制備超分子絡(luò)合溶液，所述超分子絡(luò)合溶液是葫蘆脲/金屬離子絡(luò)合的溶液；然后，將氧化石墨烯納米片均勻分散于超分子絡(luò)合溶液中，并采用壓力輔助自組裝沉積在親水性的聚四氟乙烯膜上，隨后在鼓風(fēng)箱中熱處理所得即為葫蘆脲/金屬離子交聯(lián)氧化石墨烯復(fù)合膜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葫蘆脲/金屬離子交聯(lián)氧化石墨烯復(fù)合膜的制備方法，其特征在于，步驟如下：

步驟一、將葫蘆脲和金屬離子按照摩爾比1:3溶解于pH＝2的鹽酸溶液中，得到葫蘆脲/金屬離子絡(luò)合的溶液；

步驟二、將適量的步驟一制得的葫蘆脲/金屬離子絡(luò)合溶液溶解于去離子水進(jìn)行稀釋，然后向其中加入氧化石墨烯納米片，攪拌0.5h后置于超聲機(jī)分散均勻得到混合液，混合液中葫蘆脲與氧化石墨烯納米片的質(zhì)量比為(0.05～0.3)：1；

步驟三、將步驟二中得到的混合液采用壓力輔助沉積于親水性的聚四氟乙烯膜上，其中壓力輔助沉積的條件是0.48MPa；在0.48MPa壓力下，將分散均勻的混合液壓濾至0.22μm孔徑的聚四氟乙烯膜上；

步驟四、將步驟三得到的膜轉(zhuǎn)移至80℃的鼓風(fēng)烘箱熱處理2h，得到葫蘆脲/金屬離子交聯(lián)的氧化石墨烯復(fù)合膜。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的葫蘆脲/金屬離子交聯(lián)氧化石墨烯復(fù)合膜的制備方法，其特征在于，步驟一中，葫蘆脲為葫蘆脲[6]，金屬離子為堿金屬或過渡金屬。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的葫蘆脲/金屬離子交聯(lián)氧化石墨烯復(fù)合膜的制備方法，其特征在于，步驟一中，金屬離子采用不同的陰離子配位，分別為氯離子、硝酸根離子和含有甲醇的氯離子，含有甲醇的氯離子的甲醇和氯離子的摩爾比為2：1。

5.一種葫蘆脲/金屬離子交聯(lián)氧化石墨烯復(fù)合膜的應(yīng)用，其特征在于，按照權(quán)利要求2至4任一制備方法得到的葫蘆脲/金屬離子交聯(lián)氧化石墨烯復(fù)合膜用于滲透蒸發(fā)丁醇-水體系脫水，在80℃、原料液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90％的正丁醇水溶液的條件下，滲透通量為6.231～9.3kg/(m²h)，分離因子為683～1755。