[发明专利]一种改性碳纳米膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种改性碳纳米管膜及其制备方法，所述方法将碳纳米管超声分散到二甲基甲酰胺中，超声分散3小时以上，得到碳纳米管分散液；将所得碳纳米管分散液在真空条件下过滤到滤膜上，清洗后干燥得到碳纳米管膜；将碳纳米管膜浸泡在亚铁盐溶液中，在80～120℃下滴加过氧化氢；取出处理后的碳纳米管膜清洗干燥后在混合溶液A中浸泡，所述混合溶液A为氢氧化钠、硝酸银、氨水和葡萄糖的混合溶液；取出处理后的碳纳米管膜清洗干燥后得到所述改性碳纳米管膜。本发明的方法工艺简单，本发明的改性碳纳米管膜保持了碳纳米管的超吸附能力，同时大大改善了碳纳米管膜的亲水性，并且在吸附污染物后具有自清洁功能，可重复利用性能优异。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，具体涉及一种改性碳纳米膜及其制备方法。

背景技术

碳纳米管作为一种重量轻、结构对称、力学、电学等性能优秀的材料，从上世纪90年代诞生以后，就引起了科研领域研究人员的广泛关注。特别的，由于其高孔隙率具有了极强的吸附能力，在水处理方面有广泛的应用前景。

为了进一步增强碳纳米管的优良性能，有研究采用高温高压下对碳纳米管表面负载四氧化三铁进行改性，其对于双酚A的吸附能力强且回收率达98％。但是，分离吸附后的碳纳米管必须通过磁分离，且其改性过程的条件过于繁琐。 (Recyclable CNTs/Fe₃O₄magnetic nanocomposites as adsorbents to remove bisphenol A from water andtheir regeneration.Chemical Engineering Journal,2015, 260:231-239)，由于碳纳米管在分散状态下难以回收，通常采取制膜的方法以更有效的利用碳纳米管。有研究采用将制备好的氧化碳纳米管和金纳米颗粒真空过滤到聚四氟乙烯膜上得到了具有诱导催化降解对硝基苯酚的碳纳米管复合膜。但是，原料成本高，合成条件对于温度过于苛刻，限制了其相关应用。(Golden Carbon Nanotube Membrane for Continuous FlowCatalysis.Industrial Engineering Chemistry Research,2017,56(11):2999-3007)，而且现有的碳纳米管制备为碳纳米膜的方法中，制备为碳纳米管膜之后，碳纳米管膜的吸附性能、清水性能和可重复利用性较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种改性碳纳米膜及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种改性碳纳米管膜的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将碳纳米管超声分散到二甲基甲酰胺中，超声分散3小时以上，得到碳纳米管分散液；

(2)将步骤(1)所得碳纳米管分散液在真空条件下过滤到滤膜上，清洗后干燥得到碳纳米管膜；

(3)将碳纳米管膜浸泡在亚铁盐溶液中，在80～120℃下向浸泡有碳纳米管膜的亚铁盐溶液中滴加过氧化氢；

(4)取出步骤(3)处理后的碳纳米管膜清洗干燥后在混合溶液A中浸泡，所述混合溶液A为氢氧化钠、硝酸银、氨水和葡萄糖的混合溶液；

(5)取出步骤(4)处理后的碳纳米管膜清洗干燥后得到所述改性碳纳米管膜。

上述的改性碳纳米管膜的制备方法通过自组装将分散的碳纳米管组装成膜结构，再通过表面矿化使其表面生长不同的金属结构，全程通过无机物的物理化学反应进行改性，工艺简单，在保持了碳纳米管的超吸附能力，同时大大改善了碳纳米管膜的亲水性，并且在吸附污染物后具有自清洁功能，可重复利用性能优异。

优选地，所述碳纳米管和过氧化氢的用量重量比为(0.01-0.05)：(10-50)。