[发明专利]一种小孔径高通量的碳纳米管低压膜及其制备方法

权利要求书

1.一种碳纳米管自支撑低压膜的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行：

1)碳纳米管分散液的制备：称取碳纳米管加入分散剂中，超声处理使之高度分散形成分散液；

2)碳纳米管膜的制备：将经过上述步骤1)制备得到的碳纳米管分散液在全自动空气源提供的恒定成膜压力驱动下，成膜压力在0.05MPa～0.2MPa；通过死端膜过滤装置，利用微滤膜将碳纳米管和分散剂分离，然后用超纯水过滤清洗，得到覆盖在微滤膜上的碳纳米管；

3)将经过上述步骤2)制备得到的碳纳米管膜直接从微滤膜上揭下，放置于烘箱中烘干，最终制备得到碳纳米管自支撑低压膜；

所述步骤1)中称取的碳纳米管的质量根据膜面积计算，比例为5～10mg/cm²；

所述步骤1)中分散剂选用达到化学纯的乙醇溶液，质量百分比浓度为95％，加入量按照碳纳米管的质量与乙醇溶液体积的比值为1mg：3ml计算；

所述步骤1)中超声处理使用超声破碎仪，超声功率为300～500W，超声时间为15～20min，超声环境为冰浴；

所述步骤2)中使用的微滤膜为聚四氟乙烯膜、聚酰胺膜、混和纤维素酯膜或聚偏氟乙烯膜，微滤膜的孔径大小为0.2～1μm；

所述步骤3)中烘干时间为12～24h；

制备过程中成膜压力在0.05MPa～0.2MPa范围内增大，增大制备得到的碳纳米管自支撑低压膜的通量。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制备得到的碳纳米管自支撑低压膜在应用于膜滤水处理过程时的运行压力在0.5～1bar范围内。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，通过优化碳纳米管的外径尺寸和种类，选用不同外径尺寸多壁碳纳米管和单壁碳纳米管，对碳纳米管低压膜的孔径进行调控，孔径调控的范围为10nm～70nm。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，碳纳米管选择外径尺寸为小于8nm的单壁碳纳米管，成膜压力选择成膜压力为0.2MPa制备得到的碳纳米管自支撑低压膜，具有较小孔径和高通量的优点，其孔径为10nm～20nm，通量高达430.8±16.4L·m^-2·h^-1·bar^-1。