[发明专利]一种抗污染功能化多壁碳纳米管复合膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种抗污染功能化多壁碳纳米管复合膜及其制备方法，属于材料化学技术领域。一种抗污染功能化多壁碳纳米管复合膜的其制备方法，包括以下步骤：MWCNTs‑COOH的制备，MWCNTs‑APTES的制备，MWCNTs‑APTES‑Br的制备，MWCNTs‑g‑SPMA的制备，多壁碳纳米管复合膜的制备。方法简单，制得的抗污染功能化多壁碳纳米管复合膜具有较好的亲水性、优异抗污染性能、较高通量以及良好分离性能。一种抗污染功能化多壁碳纳米管复合膜，具有较好的水分散性、优异抗污染性能、较高通量以及良好分离性能。

技术领域

本发明属于材料化学领域，具体地说，涉及一种抗污染功能化多壁碳纳米管复合膜及其制备方法。

背景技术

膜分离技术是目前水处理技术中被认为最有效的技术之一，随着淡水资源的短缺及水污染的加剧，对膜分离技术提出了更好的要求。近年来，大量研究表明，复合膜相比传统的膜材料(如纤维素基膜、陶瓷膜基膜)在分离效率、抗污染性能以及化学稳定性方面表现出更大的优势。

碳纳米材料(多壁碳纳米管、氧化石墨烯等)用于制备复合膜材料的应用研究备受关注。其中碳纳米管以其优异的热稳定性、良好的机械性能、化学稳定性、高比表面积以及其中空管状结构，因此碳纳米管在膜分离技术中的应用有着巨大的前景。

但目前的研究表明，大多数的膜材料容易受到污染物如染料、蛋白等的吸附，严重降低了膜重复使用的可能性，膜污染是膜分离技术中要面对的最大的问题，膜污染的存在严重的影响了膜技术的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗污染功能化多壁碳纳米管复合膜的制备方法，方法简单，制得的抗污染功能化多壁碳纳米管复合膜具有较好的亲水性、优异抗污染性能、较高通量以及良好分离性能。

本发明的另一目的在于提供一种抗污染功能化多壁碳纳米管复合膜，具有较好的亲水性、优异抗污染性能、较高通量以及良好分离性能。

为了达到上述目的，本发明采用的解决方案是：

一种抗污染功能化多壁碳纳米管复合膜，包括以下步骤：

MWCNTs-COOH的制备：将MWCNTs与酸溶液混合后超声、回流，然后稀释、过滤、洗涤至pH＝7，最后在55-65℃的条件下干燥22-26h制得所述MWCNTs-COOH，所述MWCNTs与所述酸溶液的比例为1g：95-105mL；

MWCNTs-APTES的制备：将0.8-1.2gMWCNTs-COOH在100mL甲苯中超声分散25-35min，然后在氮气的保护下与6-6.5gAPTES反应生成MWCNTs-APTES；

MWCNTs-APTES-Br的制备：将600-1000mgMWCNTs-APTES与100mL四氢呋喃混合超声8-12min，然后加入0.05mol三乙胺制得混合溶液，采用冰浴将混合溶液冷却至0℃后，滴加0.06-0.10mol2-溴异丁酰溴反应生成MWCNTs-APTES-Br；

MWCNTs-g-SPMA的制备：将MWCNTs-APTES-Br在溶剂中分散，然后在通入氮气的情况下加入0.06mol3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾盐与0.6mmol配体，在催化剂的作用下引发聚合，在55-65℃下反应18-22h制得所述MWCNTs-g-SPMA；

多壁碳纳米管复合膜的制备：将15-35mg的MWCNTs-g-SPMA在50mL去离子水中分散，将分散后的液体通过真空抽滤装置，在0.09MPa的压力下将多壁碳纳米管嵌入CA-CN混酸纤维膜表面制得所述多壁碳纳米管复合膜。

一种抗污染功能化多壁碳纳米管复合膜，由上述抗污染功能化多壁碳纳米管复合膜的制备方法制得。