[发明专利]一种超亲水石墨烯平板微孔滤膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超亲水石墨烯平板微孔滤膜的制备方法，包括如下步骤：按配比将亲水性微孔滤膜的原料共混，搅拌，溶解至均匀状态，添加一定量的石墨烯，再次搅拌均匀，配制得铸膜液；在空气湿度为40‑80％的环境中，将铸膜液制备成初生态膜；将初生态膜经凝固浴固化成膜。本发明中，按配比将亲水性微孔滤膜的原料共混，搅拌，溶解至均匀状态，在添加一定量的石墨烯之后，得到铸膜液，在空气湿度为40‑80％的环境中，将铸膜液制备成初生态膜，初生态膜在水中固化成成膜之后，依次经水洗、醇洗处理，得到超亲水性微孔膜材料，相比传统的石墨烯微孔滤膜，亲水性更高，并且石墨烯与均聚物很好的相容，解决了石墨烯在应用中易脱离的问题。

技术领域

本发明涉及微孔滤膜技术领域，尤其涉及一种超亲水石墨烯平板微孔滤膜及其制备方法。

背景技术

微孔滤膜是利用高分子化学材料，致孔添加剂经特殊处理后涂抹在支撑层上制作而成。在膜分离技术应用中，微孔滤膜是应用范围最广的一种膜品种，使用简单、快捷、被广泛应用于科研、食品检测、化工、纳米技术、能源和环保等众多领域。微孔滤膜主要由精制硝化棉，加入适量醋酸纤维素、丙酮、正丁醇、乙醇、等制成，亲水，具有无毒卫生，是一种多孔性的薄膜过滤材料，孔径分布比较均匀穿透性的微孔，微孔率高达80‰的绝对孔径。主要用于水系溶液的过滤，故也称水系膜。

微孔滤膜从结构上分析，乃一极薄滤膜，内呈多孔海绵状之结构。一般常见之孔径范围为0.1微米至10微米。时下微孔滤膜之制造者，又按其形态差异，将其分类为：

平板薄纸型滤膜、中空纤维型滤膜和管状型滤膜。其中，平板薄纸型滤膜又依其结构差异，可再细分为“无支撑物之平板薄纸型滤膜”与“有支撑之平板薄纸型滤膜”两种。根据两者制造所需科技的要求，“无支撑物之平板薄纸型滤膜”比“有支撑物之平板薄纸型滤膜”的生产工艺更为精密与复杂。

微孔过滤乃筛分过程，属于精密过滤。微孔精密过滤是指滤除0.1μm至10μm微粒的过滤技术，一般而言，过滤机理分表面型与深层型两类。微孔过滤乃筛分过程，属于精密过滤。经由高级技术制造的MF膜其过滤机理为表面型过滤。因过滤孔径固定，故可确保过滤的精度与可靠度。深层过滤又分非固定不规则孔径与固定不规则孔径，前者如化纤绕线型滤芯，一般只作为比较粗糙的预过滤。

平板微孔滤膜可以各种形状来使用，包括盘型和筒形。平板微孔滤膜的制备是现有技术公知的，一般使用相转变法。相转变法通常分为以下几种：1)蒸发有机溶剂或非有机溶剂(干法)；2)暴露于非有机溶剂的蒸汽中，所述蒸汽吸附在裸露的表面(蒸汽相诱导沉淀法)；3)在非有机溶剂液体中，通常为水中淬硬(湿法)；4)将热的薄膜骤冷使聚合物的溶解度大大降低(热法)。

目前微孔滤膜聚合物原料通常采用疏水性聚烯烃类，但疏水膜的表面能较低，水不易润湿，且由于污染物的吸附易发生膜污染，因此通过添加亲水性组分，改进膜材料的亲水性。在已有的研究报道和生产中，使用较多的亲水性组分一般为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮等。通过调节亲水性组分含量，可提高微滤膜的亲水性，但同时会在一定程度上牺牲微滤膜的强度和韧性。石墨烯作为一种新型原料，也逐步运用于过滤材料中，一般选取微孔滤膜作为支撑层，在支撑层的表面形成石墨烯功能层，通过干燥将微孔滤膜和石墨烯功能层连接。此工艺操作复杂，石墨烯用量较大，且不能保证两层之间的连接牢固度，极易出现功能层脱离现象。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决上述的问题，而提出的一种超亲水石墨烯平板微孔滤膜及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种超亲水石墨烯平板微孔滤膜，按原料按重量份计，包括如下组分：

作为上述技术方案的进一步描述：

所述均聚物为聚醚砜、聚砜、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚酰亚胺、磺化聚醚醚酮、醋酸纤维素中的一种或几种。