[發(fā)明專利]一種金屬/碳納米管復(fù)合濾膜、制作方法及應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110365904.4
• 申請(qǐng)日: 2021-04-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113324969A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳鵬;祁正青;朱榮剛;孟超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 金陵科技學(xué)院
• 主分類號(hào): G01N21/65
• 分類號(hào): G01N21/65;C01B32/168
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 王楠

1.一種金屬/碳納米管復(fù)合濾膜，其特征在于，所述濾膜結(jié)構(gòu)包括過(guò)濾吸附層和拉曼散射增強(qiáng)層，所述過(guò)濾吸附層為由功能化的碳納米管形成的碳納米管網(wǎng)，所述拉曼散射增強(qiáng)層為在碳納米管網(wǎng)上修飾沉積的金屬納米顆粒層。

2.一種金屬/碳納米管復(fù)合濾膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、水溶性碳納米管的制備：

將碳納米管加入到硫酸和硝酸混合液中進(jìn)行處理，得到水溶性碳納米管，隨后采用截留分子量為3500~14000的透析袋對(duì)水溶性碳納米管進(jìn)行pH中性處理，然后使用超聲波細(xì)胞破碎儀冰浴，1小時(shí)重新分散，離心分離，得到尺寸在1~1.5um 的碳納米管；

S2、金核銀殼納米粒子的制備：

先制備金納米粒子作為前驅(qū)種子和內(nèi)核層，再在金納米粒子外層包裹一層銀納米粒子作為殼層，得到金核銀殼納米粒子溶液；

S3、正電性的碳納米管的制備：

將S1中制備的碳納米管加入到聚乙烯亞胺溶液或聚丙烯胺鹽酸鹽溶液中，超聲1~2小時(shí)后離心清洗，去除上清中殘留的聚乙烯亞胺溶液或聚丙烯胺鹽酸鹽，得到的沉淀為正電性的碳納米管；

S4、負(fù)電性的碳納米管的制備：

將S3中制備的正電性的碳納米管，加入到聚丙烯酸或聚苯乙烯磺酸鈉溶液中，超聲1~2小時(shí)后離心清洗，去除上清中殘留的聚丙烯酸或聚苯乙烯磺酸鈉，得到的沉淀為負(fù)電性的碳納米管；

S5、金核銀殼納米粒子/碳納米管復(fù)合物的制備：

將S3中制備的正電性的碳納米管與S2中制備的金核銀殼納米粒子溶液混合，超聲15~25分鐘后離心清洗，去除上清中沒(méi)有修飾到碳納米管表面的金核銀殼納米粒子，得到的沉淀即金核銀殼納米粒子修飾的碳納米管；

S6、金屬/碳納米管復(fù)合濾膜的制備：

將S4中制備的負(fù)電性碳納米管與水混合形成負(fù)電性碳納米管溶液，將S3中制備的正電性碳納米管與水混合形成正電性碳納米管溶液，將S5中制備的金核銀殼納米粒子/碳納米管復(fù)合物與水混合形成金核銀殼納米粒子/碳納米管復(fù)合物溶液，將上述三種溶液依次滴加到裝有纖維濾膜的抽濾瓶中抽濾，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，最后剝離纖維濾膜，得到金屬/碳納米管復(fù)合濾膜。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬/碳納米管復(fù)合濾膜的制備方法，其特征在于，S1中，所述水溶性碳納米管的制備，具體為：將碳納米管加入到硫酸和硝酸混合液中，恒溫水浴，超聲波清洗處理12小時(shí)，然后加入去離子水進(jìn)行攪拌稀釋，靜止12~24 h后，去除溶液上清殘留較小尺寸的碳納米管和石墨碎片，并重新加入去離子水，然后加入到裝有纖維濾膜的抽濾瓶中過(guò)濾；將過(guò)濾在纖維濾膜上的水溶性碳納米管重新分散到去離子水中，加入到截留分子量為3500~14000的透析袋中，并將透析袋放入去離子水中攪拌透析，直至透析袋外的去離子水pH值為7；然后將透析袋中的水溶性碳納米管溶液放置到超聲波細(xì)胞破碎儀中冰浴，1小時(shí)后重新分散，最后進(jìn)行離心分離，去除上清中尺寸較小的碳納米管，得到尺寸在1~1.5um 的碳納米管。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬/碳納米管復(fù)合濾膜的制備方法，其特征在于，S3中，水溶性碳納米管與聚乙烯亞胺溶液或聚丙烯胺鹽酸鹽溶液以質(zhì)量體積比1mg:5mL~1mg:10mL混合；所述聚乙烯亞胺溶液或聚丙烯胺鹽酸鹽溶液的質(zhì)量體積濃度為0.5~1mg/mL。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬/碳納米管復(fù)合濾膜的制備方法，其特征在于，S4中，正電性的碳納米管與聚丙烯酸或聚苯乙烯磺酸鈉溶液以質(zhì)量體積比1mg:5mL~1mg:10mL混合；所述聚丙烯酸或聚苯乙烯磺酸鈉溶液的質(zhì)量體積濃度為0.5~1mg/mL。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬/碳納米管復(fù)合濾膜的制備方法，其特征在于，S2中，以金納米粒子為種子，檸檬酸三鈉原位還原法制備金核銀殼納米粒子，具體方法為：取尺寸為15~18納米的金納米粒子溶液，按照體積比1：15加入1%的檸檬酸三鈉加熱攪拌至沸騰，然后按照體積比1：10~40逐滴加入10~20 毫摩爾/升的硝酸銀溶液攪拌加熱至沸騰，保持沸騰1小時(shí)后冷卻至常溫，得到金核銀核納米粒子溶液。