[发明专利]一种柔性高通量氧化石墨烯/二氧化硅复合膜及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性高通量氧化石墨烯/二氧化硅复合膜，其特征在于，包括氧化石墨烯/二氧化硅复合膜滤饼和位于氧化石墨烯/二氧化硅复合膜滤饼下方的聚合物底膜，按照下述步骤进行制备：

步骤1，以氧化石墨烯为原料，将其在水中充分搅拌均匀，获得氧化石墨烯溶液；在步骤1中，氧化石墨烯溶液的浓度范围为0.1mg/mL—0.5mg/mL；

步骤2，在步骤1制备的氧化石墨烯溶液中加入二氧化硅纳米颗粒和交联剂并搅拌均匀，二氧化硅纳米颗粒的粒径范围为50～300nm，二氧化硅和氧化石墨烯的质量比为(0.1—5):1，交联剂为乙二胺、丙二酸、丁二胺或己二胺中的一种，交联剂和氧化石墨烯的质量为(0.1—1):1；

步骤3，将步骤2所得到的混合溶液抽滤至聚合物底膜上，聚合物底膜的孔尺寸为0.1～0.5μm；

步骤4，将步骤3所获得的产物置于烘箱中交联干燥，得到氧化石墨烯/二氧化硅复合膜，干燥温度为20～70℃，干燥时间为0.5～3h；

对亚甲基蓝溶液的渗透通量最高可达为2600L/m²·h·bar，平均可达1000—1500L/m²·h·bar；对柴油/水混合物的渗透通量最高可达为420L/m²·h·bar，平均可达300-350L/m²·h·bar；对植物油/水混合物的渗透通量最高可达为780L/m²·h·bar，平均可达620-680L/m²·h·bar；对泵油/水混合物的渗透通量最高可达为420L/m²·h·bar，平均可达340-380L/m²·h·bar；对大豆油/水混合溶液的渗透通量最高可达为560L/m²·h·bar，平均可达440-480L/m²·h·bar；且针对柴油/水、泵油/水、大豆油/水和植物油/水混合物的过滤率均可达到99％以上，针对亚甲基蓝溶液的过滤率可达100％。

2.根据权利要求1所述的一种柔性高通量氧化石墨烯/二氧化硅复合膜，其特征在于，在步骤1中，搅拌时间为6—12小时，搅拌温度为20—25摄氏度，搅拌为机械搅拌或者磁力搅拌，速度为每分钟100—200转；在步骤2中，搅拌为机械搅拌或者磁力搅拌，速度为每分钟100—200转，搅拌时间为0.5—2小时。

3.根据权利要求1所述的一种柔性高通量氧化石墨烯/二氧化硅复合膜，其特征在于，在步骤2中，二氧化硅纳米颗粒的粒径范围为100—200nm；二氧化硅和氧化石墨烯的质量比为(1—3)：1；交联剂和氧化石墨烯的质量为(0.4—0.7)：1。

4.根据权利要求1所述的一种柔性高通量氧化石墨烯/二氧化硅复合膜，其特征在于，在步骤3中，聚合物底膜为醋酸纤维素膜、聚偏二氟乙烯膜、混合纤维素膜或聚四氟乙烯膜中的一种，聚合物底膜的孔尺寸为0.1—0.3μm；在步骤4中，干燥温度为40—60摄氏度；干燥时间为1—2小时。

5.一种柔性高通量氧化石墨烯/二氧化硅复合膜的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行制备：

步骤1，以氧化石墨烯为原料，将其在水中充分搅拌均匀，获得氧化石墨烯溶液；在步骤1中，氧化石墨烯溶液的浓度范围为0.1mg/mL—0.5mg/mL；

步骤2，在步骤1制备的氧化石墨烯溶液中加入二氧化硅纳米颗粒和交联剂并搅拌均匀，二氧化硅纳米颗粒的粒径范围为50～300nm，二氧化硅和氧化石墨烯的质量比为(0.1—5):1，交联剂为乙二胺、丙二酸、丁二胺或己二胺中的一种，交联剂和氧化石墨烯的质量为(0.1—1):1；

步骤3，将步骤2所得到的混合溶液抽滤至聚合物底膜上，聚合物底膜的孔尺寸为0.1～0.5μm；

步骤4，将步骤3所获得的产物置于烘箱中交联干燥，得到氧化石墨烯/二氧化硅复合膜，干燥温度为20～70℃，干燥时间为0.5～3h。