[发明专利]基于AAO模板的锂铝-层状双氢氧化物二维纳米片薄膜的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种基于AAO模板的LiAl‑LDHs离子过滤膜的制备方法，其特征在于，包括：将AAO模板放进LiOH水溶液中，反应1～4h后，得到基于AAO模板的LiAl‑LDHs离子过滤膜。本发明的方法简单、极大的缩减了实验步骤且过程易于控制、得到的过滤膜结构十分稳定。

技术领域

本发明属于海水过滤技术领域，具体涉及一种基于AAO模板的锂铝-层状双氢氧化物二维纳米片薄膜的制备方法。

背景技术

淡水资源短缺是人类面对的一大难题，而地球上海水的含量达到了71％左右，如果可以通过一定的技术手段使海水淡化，则可以显著解决淡水资源短缺这一问题。目前，越来越多的科研工作者在从事这一研究，目前离子过滤膜是一十分有前景的研究方向，也取得了显著的效果。近十年来，二维材料的研究兴起，二维材料由于其本身独特的结构以及其易于加工的性质，像石墨烯、氧化石墨烯和以MoS2为代表的过渡族金属硫属元素化合物等多种二维材料，多以真空抽滤的方法在一些多孔基底表面(如PES、PVDF、AAO等)制备成离子过滤膜，与一些传统离子过滤膜相比，这些二维材料制备成的膜具有多方面优异的性能。

对于二维材料离子过滤膜，目前常用的是方法是：先通过一定的方法剥离得到二维材料纳米片，然后通过真空抽滤的方法在AAO片或其他多孔材料表面上制备成膜，通过这种方法制备得到的过滤膜具有成本高、制作工艺复杂、稳定性差等各方面的缺点。

发明内容

本发明的目的是制备一种基于AAO模板的新型二维材料离子过滤膜，来解决目前面临的淡水资源短缺的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种基于AAO(阳极氧化铝)模板的锂铝-层状双氢氧化物(LiAl-LDHs)离子过滤膜的制备方法，其特征在于，包括：将AAO模板放进LiOH水溶液中，在室温下静置反应1～4h后，得到基于AAO模板的LiAl-LDHs离子过滤膜；

优选地，所述AAO模板的规格：直径为25mm、有效孔径为350nm、厚度为50μm。

优选地，所述LiOH水溶液中LiOH的浓度为5mmol/L。

优选地，所述室温下静置反应时间为1.5h。

本发明还提供了上述方法制备的基于AAO模板的LiAl-LDHs离子过滤膜在海水淡化处理中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明采用与目前研究较多的真空抽滤成膜完全不同的制备方法，本发明基于AAO模板，将AAO模板放入一定浓度的LiOH水溶液中，在室温下两者自发发生反应，反应一定时间后生成以AAO模板为骨架的锂铝-层状双氢氧化物(LiAl-LDHs)纳米片薄膜，其中LiAl-LDHs是一种二维材料。通过调研得知二维材料由于其结构特征，层层之间具有一定的层间距，这些层间距可以使尺寸较小的水分子通过，而阻碍离子尺寸较大的盐离子，起到离子过滤的作用，这样使二维材料可应用于离子过滤领域，故将本发明制备得到的二维材料纳米片薄膜应用于离子过滤领域并对其进行离子过滤测试，取得了较好的实验结果。

本发明通过一步法直接制备得到了基于AAO模板的LiAl-LDHs这种二维材料离子过滤膜，与一般的真空抽滤制备二维材料离子过滤膜方法相比，本发明的方法简单、极大的缩减了实验步骤且过程易于控制、得到的过滤膜结构十分稳定。

附图说明

图1为本发明制备的基于AAO模板的锂铝-层状双氢氧化物(LiAl-LDHs)离子过滤膜的工艺流程图；

图2为基于AAO模板的的锂铝-层状双氢氧化物(LiAl-LDHs)离子过滤膜的离子过滤性能的测试装置；