[发明专利]一种轻度还原的氧化石墨烯纳滤膜、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种轻度还原的氧化石墨烯纳滤膜的制备方法，包括以下步骤；制备氧化石墨烯纳滤膜氧化石墨烯分散液通过基膜，得到氧化石墨烯纳滤膜；制备轻度还原氧化石墨烯纳滤膜将氧化石墨烯纳滤膜用紫外分析仪照射0.5～36小时，得到轻度还原的氧化石墨烯纳滤膜。本发明制备的轻度还原氧化石墨烯纳滤膜是未在成膜前对氧化石墨烯分散液进行还原，无需额外添加分散剂和催化剂等添加剂，以免插层于氧化石墨烯片层间从而保持氧化石墨烯固有的层间距；该方法具有操作简单、能耗低，设备要求低、环境友好等优点，同时本发明采用紫外辐照还原的方式操作简单，能耗低，设备要求低，环境友好且无需添加化学添加剂，能够为企业节约生产成本。

技术领域

本发明涉及纳滤分离膜的技术领域，具体的说，是指一种轻度还原的氧化石墨烯纳滤膜及其制备方法。

背景技术

纳滤技术是一种新型的膜分离技术。纳滤膜具有纳米级微孔结构，其相对截留分子量为200～1000之间，介于超滤膜与反渗透膜之间，加上电荷作用的影响，其在水软化、不同价离子的分离、高低分子量有机物分级、中低相对分子量有机物除盐等方面显示出其独特的优势。另外由于纳滤技术能耗较反渗透低，工作压力较反渗透膜小，因此纳滤技术的应用非常广泛，可用于脱盐、染料脱除、超纯水制备、重金属离子脱除、有机污染物以及工业、城市废水中有机污染物的去除等领域。

现有制备氧化石墨烯纳滤膜，在制作过程中为了制得优越的氧化石墨烯纳滤膜往往需要添加一些添加剂，比如催化剂、分散剂等，加入这些添加剂后在一定程度上相对可以提高制膜性能和效率，但是也存在着较大的缺点，该类制作方法后期的处理程度较大，容易造成环境污染，同时现有在制备还原的氧化石墨烯的过程中，往往也存在着制作工艺复杂，和难以有效的控制还原度的技术问题。

发明内容

本发明提供一种轻度还原的氧化石墨烯纳滤膜及其制备方法，用于解决现有技术中存在：在制备还原的氧化石墨烯纳滤膜的过程较为复杂，废液处理难度大，添加剂多，成本大，还原度不易控制的技术问题。

本发明的第一个目的在于提供一种轻度还原的氧化石墨烯纳滤膜的制备方法，包括以下步骤；

制备氧化石墨烯纳滤膜

氧化石墨烯分散液通过基膜，得到氧化石墨烯纳滤膜；

制备轻度还原的氧化石墨烯纳滤膜

将氧化石墨烯纳滤膜用紫外分析仪照射0.5～36小时，得到轻度还原的氧化石墨烯纳滤膜。

为了更好的实现本发明，进一步的，将氧化石墨烯纳滤膜用紫外分析仪照射6～18小时，得到轻度还原的氧化石墨烯纳滤膜。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述紫外分析仪照射波长为254nm和/或365nm。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述紫外分析仪照射距离为0.5～5cm。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述紫外分析仪照射距离为1cm。

为了更好的实现本发明，进一步的，制备氧化石墨烯纳滤膜还包括将制得的氧化石墨烯纳滤膜通过室温干燥，所述干燥时间为12h。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述氧化石墨烯分散液的浓度为0.05～0.66μg/mL。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述氧化石墨烯膜的面密度为7.58～100mg/m²。

反应机理：

本发明为轻度还原的氧化石墨烯纳滤膜，具体通过先制备氧化石墨烯纳滤膜，然后通过紫外分析仪对氧化石墨烯纳滤膜进行轻度还原，制得的轻度还原的氧化石墨烯纳滤膜的稳定性有所提高，同时该轻度还原的氧化石墨烯纳滤膜的通量和截留性能都有所提高。具体制备工艺如下，

制备氧化石墨烯水分散液