本發(fā)明屬于膜分離材料,具體為一種高效分離膜材料的制備及其應(yīng)用。
背景技術(shù):
1、隨著全球水資源短缺和環(huán)境污染問題的日益嚴重,高效、節(jié)能、環(huán)保的分離技術(shù)成為研究的熱點,傳統(tǒng)分離膜材料在分離效率、耐用性和成本方面存在諸多不足,難以滿足現(xiàn)代工業(yè)對高品質(zhì)分離技術(shù)的需求,為此提出了一種高效分離膜材料的制備及其應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種高效分離膜材料的制備及其應(yīng)用,以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
2、為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種高效分離膜材料的制備及其應(yīng)用,所述制備方法包括以下步驟:
3、s1、將石墨烯氧化物粉末分散于溶劑中,通過超聲波處理形成均勻的石混合分散液;
4、s2、選擇適宜的基底材料,如聚砜,通過相轉(zhuǎn)化法或涂布法制備基底膜,并進行必要的清洗和干燥處理;
5、s3、將基底膜浸沒于步驟s1得到的石墨烯氧化物分散液中,通過適當(dāng)?shù)某赡すに囋诨げ牧媳砻嫘纬墒┭趸飳樱瑢⒊练e有石墨烯氧化物層的基底膜進行交聯(lián)處理,以增強石墨烯氧化物層與基底膜的結(jié)合力,并提升膜的機械強度和穩(wěn)定性;
6、s4、取出制備好的分離膜進行清洗,以去除未反應(yīng)的原料和雜質(zhì),對其進行干燥處理,通常在室溫下自然干燥或低溫烘箱中烘干,以去除殘留溶劑,將步驟s3制備好的分離膜進行熱處理,使具有高效催化活性的金屬氧化物催化劑與基膜牢固結(jié)合,得到高效催化分離膜;
7、s5、為進一步提高分離膜的性能,可在熱處理后對分離膜表面進行改性處理,將干燥后的樣品置于爐中,在惰性氣體保護下升溫至設(shè)置的溫度,保溫到一定時間后自然冷卻至室溫,以增強其選擇性、滲透性或穩(wěn)定性;
8、作為本技術(shù)方案的進一步優(yōu)選的:所述混合分散液的溶劑為去離子水或有機溶劑,超聲波處理的時間為數(shù)小時至數(shù)十小時不等,以確保石墨烯氧化物粉末充分分散;
9、作為本技術(shù)方案的進一步優(yōu)選的:所述石墨烯氧化物層沉積的方法包括真空抽濾、浸涂、旋涂,所述s4中的熱處理溫度和時間根據(jù)混合配體的穩(wěn)定性和膜的性能需求進行設(shè)定;
10、作為本技術(shù)方案的進一步優(yōu)選的:所述s3中交聯(lián)處理采用化學(xué)交聯(lián)法,所述交聯(lián)劑可以是戊二醛、二乙烯三胺等含有多官能團的化合物;
11、作為本技術(shù)方案的進一步優(yōu)選的:所述s5中惰性氣體是氮氣,所述s5中溫度設(shè)置為200℃,所述s5中時間設(shè)置為2小時。
12、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過分離膜中石墨烯氧化物獨特的二維層狀結(jié)構(gòu)和豐富的含氧官能團,使得分離膜在分離過程中能夠表現(xiàn)出優(yōu)異的尺寸篩分效應(yīng)和電荷效應(yīng),從而實現(xiàn)對目標物質(zhì)的高效分離,提高分離效率,而且石墨烯氧化物表面的含氧官能團賦予其良好的親水性,使得水分子能夠更容易地通過膜層,同時減少污染物在分離膜表面的吸附和沉積,延長膜的使用壽命,具有良好的親水性和抗污染性,其次該分離膜在高壓、高溫等惡劣環(huán)境下仍能保持穩(wěn)定的分離性能。
1.一種高效分離膜材料的制備及其應(yīng)用,其特征在于,所述制備方法包括以下步驟:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效分離膜材料的制備及其應(yīng)用,其特征在于:所述混合分散液的溶劑為去離子水或有機溶劑,超聲波處理的時間為數(shù)小時至數(shù)十小時不等,以確保石墨烯氧化物粉末充分分散。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效分離膜材料的制備及其應(yīng)用,其特征在于:所述石墨烯氧化物層沉積的方法包括真空抽濾、浸涂、旋涂,所述s4中的熱處理溫度和時間根據(jù)混合配體的穩(wěn)定性和膜的性能需求進行設(shè)定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效分離膜材料的制備及其應(yīng)用,其特征在于:所述s3中交聯(lián)處理采用化學(xué)交聯(lián)法,所述交聯(lián)劑可以是戊二醛、二乙烯三胺等含有多官能團的化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效分離膜材料的制備及其應(yīng)用,其特征在于:所述s5中惰性氣體是氮氣,所述s5中溫度設(shè)置為200℃,所述s5中時間設(shè)置為2小時。