[发明专利]一种用于海水淡化的双金属氢氧化物陶瓷膜及其制备方法

权利要求书

1.一种用于海水淡化的双金属氢氧化物陶瓷膜，包括多孔陶瓷基材和覆盖在多孔陶瓷基材上的薄膜，其特征在于，所述薄膜由以下重量份的物质制成：石墨烯3~12重量份、镁盐10~30重量份、铝盐5~45重量份、表面活性剂2~8重量份、硅烷偶联剂3~6重量份、成膜助剂1~5重量份、碱源2~8重量份、有机溶剂40~80重量份、水100~200重量份；

所述双金属氢氧化物陶瓷膜是由以下方法制备得到的：

（1）石墨烯的制备；

（2）将石墨烯、表面活性剂、镁盐、铝盐和碱源在水中混合均匀，然后加入多孔陶瓷基材，接着在100~160℃下密闭反应2~8h，自然冷却至室温，将多孔陶瓷基材用水清洗2~3次，得到多孔陶瓷基材A；

（3）将硅烷偶联剂、成膜助剂 在有机溶剂中混合均匀，得到混合溶液，接着将混合溶液升温至60~90℃,将多孔陶瓷基材A在混合溶液中浸泡0.5~3h，然后取出多孔陶瓷基材A，用水清洗3~5遍，得到多孔陶瓷基材B；

（4）将多孔陶瓷基材B在惰性气体中煅烧2~6h，煅烧温度为300~600℃，得到用于海水淡化的层状双金属氢氧化物陶瓷膜。

2.根据权利要求1所述的用于海水淡化的双金属氢氧化物陶瓷膜，其特征在于，所述薄膜由以下重量份的物质制成：石墨烯5~10重量份、镁盐15~25重量份、铝盐20~40重量份、表面活性剂3~7重量份、硅烷偶联剂3~6重量份、成膜助剂1~5重量份、碱源2~8重量份、有机溶剂50~75重量份、水120~150重量份。

3.根据权利要求2所述的用于海水淡化的双金属氢氧化物陶瓷膜，其特征在于，所述石墨烯为还原氧化石墨烯。

4.根据权利要求2所述的用于海水淡化的双金属氢氧化物陶瓷膜，其特征在于，所述镁盐选自硫酸镁、硝酸镁、氯化镁、氟化镁中的至少一种；所述铝盐选自硫酸铝、硝酸铝、氯化铝、偏铝酸钠中的至少一种。

5.根据权利要求2所述的用于海水淡化的双金属氢氧化物陶瓷膜，其特征在于，所述表面活性剂选自山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪胺、聚氧乙烯酰胺或聚氧乙烯醚中的至少一种；

所述硅烷偶联剂选自正癸基三甲氧基硅烷、正癸基三乙氧基硅烷、正癸基三氯硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、正辛基三氯硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十二烷基三氯硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三氯硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十三氟癸基三氯硅烷、全氟十二烷基三甲氧基硅烷、全氟十二烷基三乙氧基硅烷、全氟十二烷基三氯硅烷或三氟丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。

6.根据权利要求2所述的用于海水淡化的双金属氢氧化物陶瓷膜，其特征在于，所述碱源选自氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾、四甲基氢氧化铵中的至少一种。

7.根据权利要求2所述的用于海水淡化的双金属氢氧化物陶瓷膜，其特征在于，所述有机溶剂选自丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基乙酰胺、二氯甲烷、磷酸三乙酯、丙酮、三氯甲烷、甲苯、乙醇、醋酸、乙酸乙酯、甲酸、氯仿、四氢呋喃和二甲基亚砜中的至少一种；

所述成膜助剂选自丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、苯甲醇、十二碳醇酯、乙二醇、乙二醇丁醚醋酸酯、乙酸中的至少一种。

8.一种根据权利要求1~7中任意一项所述的用于海水淡化的双金属氢氧化物陶瓷膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）石墨烯的制备；

（2）将石墨烯、表面活性剂、镁盐、铝盐和碱源在水中混合均匀，然后加入多孔陶瓷基材，接着在100~160℃下密闭反应2~8h，自然冷却至室温，将多孔陶瓷基材用水清洗2~3次，得到多孔陶瓷基材A；

（3）将硅烷偶联剂、成膜助剂 在有机溶剂中混合均匀，得到混合溶液，接着将混合溶液升温至60~90℃,将多孔陶瓷基材A在混合溶液中浸泡0.5~3h，然后取出多孔陶瓷基材A，用水清洗3~5遍，得到多孔陶瓷基材B；

（4）将多孔陶瓷基材B在惰性气体中煅烧2~6h，煅烧温度为300~600℃，得到用于海水淡化的层状双金属氢氧化物陶瓷膜。