[发明专利]金属氢氧化物纳米线和氧化石墨烯制备氧化石墨烯基多孔薄膜的方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属氢氧化物纳米线和氧化石墨烯制备氧化石墨烯基多孔膜薄的方法及应用。

背景技术

氧化石墨烯以其优越的机械性能、化学稳定性、单原子层厚的宏观二维结构以及可以大规模廉价的化学制备，使其在分离材料中具有巨大潜在的应用价值。但是纯的氧化石墨烯薄膜的分离效率很低，很难用于实际的生产活动中，因此需要寻求一种既具备和氧化石墨烯纳米分离薄膜相近的分离性能，同时又具有很好的分离效率的多孔分离薄膜。利用库仑相互作用，在带负电的氧化石墨烯片层间加入直径为纳米级的埭镇电荷的金属氢氧化物纳米线的方法来制备更多纳米通道的氧化石墨烯纳米多孔分离膜，膜的孔径可以在约2-8纳米之间可调，薄膜的厚度为1-2微米。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种金属氢氧化物纳米线和氧化石墨烯制备氧化石墨烯多孔膜的方法及应用。

一种氢氧化铜纳米线和氧化石墨烯制备氧化石墨烯基多孔薄膜的方法的步骤如下：

1）超声分散氧化石墨烯获得质量百分比浓度为0.005-0.1%的氧化石墨烯分散液，备用；

2）相同体积的4 mM 硝酸铜水溶液与1.4 mM 乙醇胺水溶液在磁力搅拌下混合均匀，然后静置1-5天，生成Cu(OH)₂纳米线溶液；

3)将质量百分比浓度为0.005-0.1%的氧化石墨烯分散液与Cu(OH)₂纳米线溶液，按照体积比3:1-3:20混合，在磁力搅拌下混合5-30分钟，生成GO- Cu(OH)₂ 纳米线絮状悬浮液；将所述的GO- Cu(OH)₂ 纳米线絮状悬浮液通过聚碳酸酯多孔膜真空抽滤，在聚碳酸酯多孔膜上形成一层厚为1-2微米的GO- Cu(OH)₂多孔薄膜，所述的GO- Cu(OH)₂多孔薄膜的孔径为1-8纳米; 

4）用浓度为1 mM -1 M的酸溶液处理GO- Cu(OH)₂多孔薄膜，得到氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔径为1-3纳米；

或用摩尔浓度为1mM-30mM的水合肼溶液处理GO- Cu(OH)₂多孔薄膜，再利用1 mM -1 M的酸溶液处理，得到氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔径为1-3纳米。

另一种氢氧化锌和氧化石墨烯制备氧化石墨烯基多孔薄膜的方法的步骤如下：

1）超声分散氧化石墨烯获得质量百分比浓度为0.02-0.04%的氧化石墨烯分散液，备用；

2）相同体积的4 mM硝酸锌水溶液与2.4 mM乙醇胺水溶液在磁力搅拌下混合均匀，静置5分钟，生成Zn(OH)₂纳米线溶液；

3)将质量百分比浓度为0.005-0.1%的氧化石墨烯分散液与Zn(OH)₂纳米线溶液，按照体积比3:1-3:50混合，在磁力搅拌下混合3-10分钟，生成GO- Zn(OH)₂ 纳米线絮状悬浮液；将所述的GO- Zn(OH)₂ 纳米线絮状悬浮液通过聚碳酸酯多孔膜真空抽滤，在聚碳酸酯多孔膜上形成一层厚为1-2微米的GO- Zn(OH)₂多孔膜，所述的GO- Zn(OH)₂多孔薄膜的孔径为1-12纳米；

4）用浓度为1 mM -1 M的酸溶液处理GO- Zn(OH)₂多孔薄膜，得到氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔径为1-3纳米。

或用摩尔浓度为1mM-30mM的水合肼溶液处理GO- Zn(OH)₂多孔薄膜，再利用1 mM -1 M的酸溶液处理，得到一种氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔径为1-4纳米；

还有一种氢氧化镉纳米线和氧化石墨烯制备氧化石墨烯基多孔薄膜的方法的步骤如下：

1）超声分散氧化石墨烯获得质量百分比浓度为0.005-0.1%的氧化石墨烯分散液，备用；

2）相同体积的4.0 mM 硝酸镉水溶液与1.6 mM 乙醇胺水溶液在磁力搅拌下混合均匀，然后静置30分钟，生成Cd(OH)₂纳米线溶液；