1.5h。將所得溶液置于95°C水浴中，保持低速攪拌，然后滴加200mL去離子水，繼續(xù)反應20min。然后將溶液置于室溫下，向溶液中滴加30% H2O2直至溶液變?yōu)榱咙S色。趁熱過濾，用10% HCl沖洗濾餅直至無SO廣。然后將固體用去離子水沖洗，溶解。用2500r/min轉(zhuǎn)速離心lOmin，然后去掉上層溶液，加入去離子水，繼續(xù)離心，直至上層清液PH為6-7.然后將所得離心固體45°C下烘干，將所得片狀固體140°C烘烤0.5h。研磨固體成粉末備用。
[0031]2、氨基化改性納米二氧化硅溶液的制備:
[0032]取納米Si026.0Og放入燒杯中，加入30mL去離子水，然后超聲30min。然后大力攪拌下加入新鮮制備的溶液(稱取2.1Og 3-氨丙基-三甲氧基甲硅烷加入24mL的去離子水)，然后用鹽酸(體積比1:1)調(diào)至溶液PH= 5左右。在恒溫為70°C下攪拌24h。在4°C下在去離子水中透析48h。將所得溶液4°C下保存。
[0033]3、PET初步親水膜的制備:
[0034]稱取lOmLl，1,2,2四氯乙烷和15.86g苯酚溶液共混，向共混液中加入PET顆粒
0.4g，超聲40min，升溫至130°C，直至PET顆粒溶解，得到PET鑄膜液，再加入0.016g制備的氧化石墨烯，攪拌均勻的到共混液，吸取共混液，逐滴滴至載玻片上，然后置于90°C真空烘箱中，至溶劑完全揮發(fā)。
[0035]4、強親水PET膜的制備:
[0036]取改性納米二氧化娃，加入去離子水使其濃度變?yōu)樵瓉淼?/3 (0.5mol/L)。常溫下將所得PET初步親水膜浸泡在稀釋后的改性納米二氧化硅的溶液中12h。然后用去離子水沖洗表面未附著的改性納米二氧化硅。
[0037]圖1是實施例1制備的初步親水PET膜超景深顯微鏡圖，圖中，氧化石墨烯在共混膜表面呈半球狀突出存在，所示氧化石墨烯的平均粒徑在1.5um。圖2是純PET膜接觸角圖，圖中所示膜的接觸角為94.6°。圖3是實施例1制備的初步親水膜的接觸角圖，圖中所示膜的接觸角為69.9°。圖4是實施例1制備的強親水膜的接觸角圖，圖中所示膜的接觸角為14.7°。由圖1-4可以看出，本發(fā)明制備的PET膜材料具有強親水性，也具有較好的抗污染性能。PET膜材料的抗污染性能，與膜的表面親水性直接相關。疏水PET膜實際應用在污水處理中時，疏水膜表面與水無氫鍵作用，疏水溶質(zhì)接近膜表面是個增熵自發(fā)過程，膜表面容易吸附和沉積，使膜孔受阻造成膜污染，操作壓力增大，增加污水處理成本?？刮廴緶y試采用易于在膜表面吸附的牛血清白蛋白，Shuai Liang等在《appliedmaterials&interfaces》2013，5，6694-6703中PVDF膜接觸角為20。在牛血清白蛋白中抗污染測試中污水處理的操作壓力降低為原來的1/4。N.Awanis Hashim等在《journal ofmembrane science))345 (2009) 134-141中改性的PVDF膜接觸角為57。，在牛血清白蛋白抗污染測試中污染抑制率由2%提升到66%。本發(fā)明中PET膜的接觸角為14.V，污染抑制率高于80%，污水處理的操作壓力降低到原來的1/4-1/5。
[0038]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。
【主權項】
1.利用氧化石墨烯和納米二氧化硅制備強親水PET膜的方法，其特征在于:所述方法的步驟如下: (1)采用苯酚和1，1，2，2-四氯乙烷共混溶液，加入PET顆粒，溶解得到PET鑄膜液； (2)向PET鑄膜液中添加利用改進Humers制得的氧化石墨烯，攪拌均勻得到共混液，將所得共混液放于真空烘箱中，直至溶劑揮發(fā)完全； (3)將所得的共混膜浸泡在氨基化改性納米二氧化硅溶液中12h，然后用去離子水沖洗表面未附著的改性納米二氧化硅，得到本發(fā)明的強親水PET膜。
2.如權利要求1所述的利用氧化石墨烯和納米二氧化硅制備強親水PET膜的方法，其特征在于:步驟(I)的具體步驟如下:將1，1，2，2四氯乙烷中與苯酚共混，1，1，2，2四氯乙烷與苯酚的體積重量比為10: 15.86mL/g，向共混液中加入PET顆粒，PET顆粒與苯酚的重量比為0.4: 15.86，超聲40min，升溫至130°C，直至PET顆粒溶解，得到PET鑄膜液。
3.如權利要求1所述的利用氧化石墨烯和納米二氧化硅制備強親水PET膜的方法，其特征在于:步驟(2)中，利用改進Humers制得氧化石墨稀的具體步驟如下: 取13mL 98被％的H2SO4, Ig K28208，Ig P2O5置于圓底燒瓶中，加熱至80°C后加入2.0Og石墨粉，恒溫10h，自然冷卻至室溫，然后加入26mL去離子水稀釋，抽濾，洗滌直至中性，室溫下自然干燥，量取4611^98被％的H2SO4置于250mL錐形瓶中，將錐形瓶放入低于4°C冰浴中，然后加入1.0Og預氧化石墨粉和1.0OgNaNO3，開啟超聲lh，然后每隔1min加入1.0OgKMnO4，共加入6.00g，關閉超聲并開始攪拌，溫度控制在4°C，繼續(xù)攪拌lh，然后將錐形瓶放入超聲儀中，溫度控制在38°C，超聲1.5h，將所得溶液置于95°C水浴中，保持低速攪拌，然后滴加200mL去離子水，繼續(xù)反應20min，然后將溶液置于室溫下，向溶液中滴加3(^七％的H2O2直至溶液變?yōu)榱咙S色，趁熱過濾，用1wt %的HCl沖洗濾餅直至無SO 42_，然后將固體用去離子水沖洗，溶解，用2500r/min轉(zhuǎn)速離心lOmin，然后去掉上層溶液，加入去離子水，繼續(xù)離心，直至上層清液PH為6-7，然后將所得離心固體45°C下烘干，將所得片狀固體140°C烘烤0.5h，研磨固體成粉末。
4.如權利要求2所述的利用氧化石墨烯和納米二氧化硅制備強親水PET膜的方法，其特征在于:步驟⑵中的具體步驟如下:向PET鑄膜液中添加利用改進Humers制得的氧化石墨烯，氧化石墨烯與苯酚的重量比為0.016: 15.86，攪拌均勻的到共混液，將所得共混液置于90°C真空烘箱中，至溶劑完全揮發(fā)。
5.如權利要求1所述的利用氧化石墨烯和納米二氧化硅制備強親水PET膜的方法，其特征在于:步驟(3)中，氨基化改性納米二氧化娃溶液的制備方法如下:取納米S12 6.0Og放入燒杯中，加入30mL去離子水，然后超聲30min，然后大力攪拌下加入新制備的3-氨丙基-三甲氧基甲硅烷溶液，3-氨丙基-三甲氧基甲硅烷溶液是稱取2.1Og 3-氨丙基-三甲氧基甲硅烷加入24mL的去離子水制備而成，然后用鹽酸調(diào)至溶液PH = 5，在恒溫為70°C下攪拌24h，在4°C下在去離子水中透析48h，將所得溶液4°C下保存。
6.如權利要求1所述的利用氧化石墨烯和納米二氧化硅制備強親水PET膜的方法，其特征在于:步驟(3)中，氨基化改性納米二氧化娃溶液的濃度是0.5mol/L。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用氧化石墨烯和納米二氧化硅制備強親水PET膜的方法。步驟如下：(1)采用苯酚和1，1，2，2-四氯乙烷共混溶液，加入PET顆粒，溶解得到PET鑄膜液；(2)向PET鑄膜液中添加利用改進Humers制得的氧化石墨烯，攪拌均勻得到共混液，將所得共混液放于真空烘箱中，直至溶劑揮發(fā)完全；(3)將所得的共混膜浸泡在氨基化改性納米二氧化硅溶液中12h，然后用去離子水沖洗表面未附著的改性納米二氧化硅，得到本發(fā)明的強親水PET膜。本發(fā)明制備的PET膜，氧化石墨烯在PET膜中平均粒徑可達到1.5μm，具有良好的親水性，具有很大的應用潛力。
【IPC分類】C08L67-02, C08K3-36, C08J7-12, C08K9-02, C08K9-06, C08K3-04
【公開號】CN104558664
【申請?zhí)枴緾N201510016821
【發(fā)明人】王力, 郭雙禎
【申請人】王力
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月14日