[发明专利]一种氧化石墨烯/MWCNTs共混交联膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种氧化石墨烯/MWCNTs共混交联膜的制备方法属于二维交联膜材料制备领域。其制备方法包括，底膜的浸泡预处理以及将氧化石墨烯悬浮液与MWCNTs悬浮液均匀混合后真空抽滤至底膜，在烘箱中进一步发生交联反应，得到所述氧化石墨烯/MWCNTs共混交联膜，所述氧化石墨烯与MWCNTs材料的质量比为1∶(0.25～4)。本发明将氧化石墨烯与MWCNTs混合时，不规则状MWCNTs颗粒材料可作为插入剂和分散剂，进入到石墨烯片层间，克服石墨烯片层之间的团聚效应，减少其表面含氧官能团增大其可用比表面积。对于氧化石墨烯和MWCNTs的不同层间距，MWCNTs与氧化石墨烯的混合将导致复合膜的层状结构排列更规整，有望在高溶剂通量和高染料截留率之间达到平衡。

技术领域

本发明属于二维交联膜材料制备领域，具体涉及氧化石墨烯/MWCNTs共混交联膜的制备方法。

背景技术

石墨烯是一种纳米材料，单层石墨烯非常薄(约0.35mm)。它是由sp2杂化碳原子形成的仅具有一个原子厚度的二维材料。在二维材料中，由于氧化石墨烯(GO)的层间距离小，足以完全保留目标分子，因此已在分子筛过程中进行了广泛的研究。氧化石墨烯膜在水性应用(例如水处理)中的不稳定性和低渗透性成为其广泛应用的重大障碍。

MWCNTs本身制备的膜极少运用于液体的运输，然而MWCNTs可以嵌入氧化石墨烯层间可以提高混合膜的机械强度及稳定性。

本发明的目的在于针对当前氧化石墨烯膜的通量不足、不稳定与MWCNTs膜染料截留率低等不足，充分结合两种材料的特点，研发一种氧化石墨烯/MWCNTs共混并以聚多巴胺(PDA)作为交联剂的共混交联膜制备方法，可为制备高通量高染料截留的二维材料膜提供重要参考。

发明内容

针对上述问题，本发明将氧化石墨烯与亲水性良好的MWCNTs相结合，同时以聚多巴胺(PDA)作为交联剂，制备出新型膜材料，目的在于提供一种稳定性好、通量高、染料截留率高的氧化石墨烯/MWCNTs共混交联膜。

本发明提供了一种氧化石墨烯/MWCNTs共混材料，由氧化石墨烯及MWCNTs两种材料组成，其制备方法包括将氧化石墨烯悬浮液与MWCNTs悬浮液均匀混合，得到所述氧化石墨烯/MWCNTs共混材料，所述氧化石墨烯/MWCNTs材料的质量比为1∶(0.25～4)。

本发明将多巴胺盐酸盐与氧化石墨烯的反应从混合液制备过程后移至混合交联膜烘干过程中进行，避免了在混合液中多巴胺盐酸盐与氧化石墨烯反应不充分，无法生成聚多巴胺的不足。

本发明将氧化石墨烯/MWCNTs混合时，不规则状MWCNTs颗粒材料可作为插入剂和分散剂，进入到石墨烯片层间，克服石墨烯片层之间的团聚效应，增大其可用比表面积。同时MWCNTs与氧化石墨烯的混合使得复合膜的层状结构排列得更规整，这可能会在高溶剂通量和高染料截留率之间达到平衡。

较佳地，所述聚多巴胺(PDA)由多巴胺盐酸盐在碱性高温条件下(pH＝8.5)与氧化石墨烯发生氧化还原反应获得。

较佳地，所述聚多巴胺(PDA)与氧化石墨烯的质量比为(1.5～6)∶1。

较佳地，所述聚多巴胺(PDA)在与氧化石墨烯及MWCNTs交联时，应保证有氧条件且温度在50℃以上。

较佳地，利用改性的Hummers法制备氧化石墨烯材料。

附图说明

图1为氧化石墨烯/MWCNTs共混交联膜的外观照片

具体实施方式

以下通过下述实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。