[发明专利]一种氨化氧化石墨烯基3D纳米颗粒改性有机分离膜制备方法

权利要求书

1.一种氨化氧化石墨烯基3D纳米颗粒改性有机分离膜制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

1)氧化石墨烯基3D纳米颗粒制备:配制浓度为60～95wt％的无水乙醇和纯水的混合溶液，按照质量比向1L混合液中加入2～50mg氧化石墨烯粉末，将混合液的pH值调至8.0～9.0，得到碱性溶液，按照质量比在1L碱性液中滴入0.5～5mg的正硅酸乙酯，超声，常温储存，离心，并用无水乙醇反复清洗滤饼，真空冷冻干燥24h，所得氧化石墨烯基3D纳米颗粒储存备用；

2)氨化氧化石墨烯基3D纳米颗粒制备：按质量比为1：(30～100)将氧化石墨烯基3D纳米颗粒分散于乙醇中，并加热到70～80℃，加入质量分数为1wt％的3-氨丙基三甲氧基硅烷APS，回流反应，离心，并用乙醇洗涤，烘箱干燥，即得到氨基改性的氨化氧化石墨烯基3D纳米颗粒；

3)复合有机分离膜的制备：采用高分子超滤膜为基底膜，将氨基改性的氨化氧化石墨烯基3D纳米颗粒分散到多元胺的水相溶液或多元酰氯的油相溶液中，将基底膜在水相溶液中浸泡0.3～2min，取出后去除基底膜过量的水分，再浸泡在多元酰氯的油相溶液中0.5～2min，然后在45～65℃下固化5～30min，去离子水充分漂洗，在空气中晾干，即得氧化石墨烯基3D纳米颗粒改性有机分离膜；

氨化氧化石墨烯基3D纳米颗粒改性有机分离膜，其在2000ppm NaCl溶液水通量不低于18.5L/m²/h/MPa，脱盐率不低于93.6％；在2000ppm Na₂SO₄溶液水通量不低于39.1L/m²/h/MPa，脱盐率不低于97.2％。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化石墨烯粉末为50～500目的粉末。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中，回流反应2～4h，离心，并用乙醇洗涤3～5次，在45～60℃烘箱干燥10～12h。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高分子超滤膜材料为聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚丙烯、聚乙烯、聚偏氟乙烯、醋酸纤维素类、聚氨酯、聚氯乙烯、聚已内酰胺或聚呋喃醇中的任一种，超滤膜的截留分子量在20～60kDa。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多元胺的水相溶液多元胺比例为0.5-5wt％，多元胺选自乙二胺、己二胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、哌嗪及哌嗪的衍生物、对苯二胺、间苯二胺和邻苯二胺中的一种。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多元酰氯的油相溶液中多元酰氯比例为0.05-0.5wt％；

所述多元酰氯选自均苯三甲酰氯、间苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯和5-异氰酸基间苯二甲酰氯中的一种或多种；

所述油相为正己烷、正庚烷、十二烷或三氟三氯乙烷。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用高分子超滤膜为基底膜进行支撑底层的方法为烧结法、拉伸法、径迹刻蚀法、溶胶-凝胶法、蒸镀法、涂覆法、相转化法或静电纺丝法，或在使用上述方法制备过程中通过交联改性、接枝改性、掺杂改性获得支撑底层的方法。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所得有机分离膜表层的活性分离层的厚度在0.2～0.8μm之间。

9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，氨化氧化石墨烯基3D纳米颗粒改性有机分离膜在海水及苦咸水淡化、海水及苦咸水的软化、饮用水处理和污水深度处理领域中应用。