[发明专利]一种氧化石墨烯-离子液共混膜及其制备方法

说明书

本发明属于聚合物改性领域，具体涉及一种氧化石墨烯‑离子液共混膜制备方法。首先制备氧化石墨烯‑离子液纳米颗粒，然后共混于聚偏氟乙烯溶液中，利用浸没沉淀相转化法得到氧化石墨烯‑离子液共混膜。本发明材料绿色环保，工艺简单，易于操作，对设备要求低，易于工业化实施，制备的氧化石墨烯‑离子液共混膜具有良好的亲水和染料吸附性能，并且膜的渗透性能得到极大的改善。

技术领域

本发明属于聚合物改性领域，具体涉及一种氧化石墨烯-离子液共混膜及其制备方法。

背景技术

聚偏氟乙烯（PVDF）膜的亲水化改性方法很多，物理共混改性是其中很重要的一种方法。目前物理共混改性主要分为两类：一类是将无机亲水颗粒与PVDF共混，另一类是将有机亲水大分子与PVDF共混。其中无机亲水纳米颗粒共混因操作简单，对环境无污染等优点得到广泛的研究。而氧化石墨烯因经氧化制得，表面含氧官能团增多，性质较石墨烯更加活泼。同时，氧化石墨烯也具有其他优异的性能，如机械性能、生物相容性、亲水性能等，可经由各种与含氧官能团的反应进一步提高本身性质。但在氧化石墨烯和有机物共混过程中常出现团聚，共混不均匀，易造成缺陷，降低了复合材料的应用。离子液体具有较长的阳离子链，可以很好的分散在有机溶液中，并且离子液体和氧化石墨烯可以形成稳定的配位反应物。基于此，本发明首先制备氧化石墨烯-离子液纳米颗粒，然后共混于聚偏氟乙烯溶液中，利用浸没沉淀相转化法得到一种氧化石墨烯-离子液共混膜。这是一种非常简单的改性方法，无需昂贵的仪器，不仅拓展了离子液体的应用范围，而且对环境没有污染。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种氧化石墨烯-离子液共混膜及其制备方法。本发明制备工艺简单，易于操作，对设备要求低，易于工业化实施，制备的氧化石墨烯-离子液共混膜具有良好的亲水和染料吸附性能，且对人体没有伤害。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种氧化石墨烯-离子液共混膜的制备方法：首先制备氧化石墨烯-离子液纳米颗粒，然后共混于聚偏氟乙烯溶液中，利用浸没沉淀相转化法得到氧化石墨烯-离子液共混膜。

如上所述的氧化石墨烯-离子液共混膜的制备方法，具体包括以下步骤：

1）氧化石墨烯-离子液反应物的制备

将氧化石墨烯和离子液按一定比例共混在N-甲基吡咯烷酮中，室温搅拌2-4 h，超声30-45 min，得共混液，离心过滤水洗，冻干，放置真空干燥箱中，得氧化石墨烯-离子液粉末，备用；

2）氧化石墨烯-离子液共混膜的制备

按照一定比例依次加入氧化石墨烯-离子液粉末，聚偏氟乙烯粉末，聚乙烯吡咯烷酮和N-甲基吡咯烷酮，70-75℃搅拌均匀，溶液脱泡，60-65℃刮膜，去除溶剂晾干得氧化石墨烯-离子液共混膜。

步骤1）所述的离子液包括1-羧甲基-3-甲基咪唑氯盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐中的一种。

步骤1）所述的共混液中，氧化石墨烯的浓度为0.2-0.8 mg/L，氧化石墨烯和离子液的质量比为1:1-1:12。

步骤2）中聚偏氟乙烯粉末与氧化石墨烯-离子液粉末的质量比为20:1-10:1。

步骤2）中聚偏氟乙烯粉末与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为2:1-1.5:1。

一种如上所述的制备方法制得的氧化石墨烯-离子液共混膜。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：