[發明專利]一種雙層高強度超疏水分離膜及其制備方法、應用

在審

• 申請號: 202111197079.8
• 申請日: 2021-10-14
• 公開（公告）號: CN113713638A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 賈國文;朱振濤;苗力孝;馬俊青
• 申請（專利權）人: 山東?？苿撔卵芯吭河邢薰?/a>
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D71/02;B01D69/12;B01D69/08;B01D67/00;B01D61/36
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉樂

1.一種復合分離膜，其特征在于，包括PVDF-HFP納米纖維膜；

復合在PVDF-HFP納米纖維膜上的石墨烯層；

所述PVDF-HFP納米纖維膜中含有碳納米管。

2.根據權利要求1所述的復合分離膜，其特征在于，所述碳納米管與所述PVDF-HFP的質量比為(0.02～0.1)：1；

所述石墨烯與所述PVDF-HFP的質量比為(0.01～0.05)：1；

所述PVDF-HFP納米纖維膜的厚度為10～100μm；

所述石墨烯層的厚度為0.1～5μm；

所述復合分離膜為雙層高強度超疏水分離膜。

3.根據權利要求1所述的復合分離膜，其特征在于，所述碳納米管的直徑為2～20nm；

所述碳納米管的長度為10～50μm；

所述石墨烯包括單層石墨烯和/或多層石墨烯；

所述多層石墨烯的層數小于等于10層；

所述石墨烯層為石墨烯膜層；

所述石墨烯層具有橫向堆疊的形貌。

4.根據權利要求1所述的復合分離膜，其特征在于，所述石墨烯層由石墨烯經抽濾后堆疊復合在PVDF-HFP納米纖維膜上，形成石墨烯膜層；

所述石墨烯定向排列在PVDF-HFP納米纖維膜表面；

所述碳納米管交織負載在納米纖維膜的纖維上和纖維網絡中；

所述碳納米管沿軸向均勻排布在納米纖維膜的水平方向上；

所述復合分離膜為膜蒸餾用分離膜。

5.一種復合分離膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將碳納米管、分散劑、添加劑和溶劑混合后，得到含有碳納米管的分散液；

2)將上述步驟得到的含有碳納米管的分散液和PVDF-HFP再次混合后，靜置脫泡，得到紡絲液；

3)將上述步驟得到的紡絲液經過靜電紡絲后，得到含有碳納米管的PVDF-HFP納米纖維膜；

4)將石墨烯分散液置于上述步驟得到的含有碳納米管的PVDF-HFP納米纖維膜上，經過真空抽濾后，再經過熱定型，得到雙層復合分離膜。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述碳納米管包括單壁和/或多壁碳納米管；

所述分散劑包括聚乙二醇、丙三醇和吐溫80中的一種或多種；

所述添加劑包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、氯化鋰、二氧化硅和二氧化鈦中的一種或多種；

所述溶劑包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、氮甲基吡咯烷酮和二甲基亞砜中的一種或多種；

所述碳納米管在分散液中的質量含量為0.001wt％～1wt％；

所述分散劑在分散液中的質量含量為0.01wt％～10wt％。

7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述添加劑在分散液中的質量含量為0.01wt％～10wt％；

所述混合的方式包括機械攪拌和超聲分散；

所述機械攪拌的時間為1～4h；

所述超聲分散的時間為2～4h；

所述再次混合的溫度為5～70℃；

所述PVDF-HFP在含有碳納米管的分散液中的含量為1wt％～10wt％。

8.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述靜置脫泡的時間為24～48h；

所述靜電紡絲的電源電壓為15～50kV；

所述靜電紡絲的發射器與紡絲接收器之間的距離為10～20cm；

所述靜電紡絲的紡絲溫度為25～50℃；

所述靜電紡絲的環境相對濕度為20％～50％；

所述石墨烯分散液的濃度為0.1wt％～5wt％；

所述石墨烯分散液的溶劑包括水、無水乙醇、氮甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜和四氫呋喃中的一種或多種。