[发明专利]一种用于污水处理的3D打印多功能化滤膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于污水处理滤膜制作的3D打印技术，其特征在于：包括以下步骤：

(1)根据需要在3ds Max软件上建立多孔隙梯度圆柱模型，滤膜尺寸大小按需任意设计，单位面积空隙数目及大小按需设计，并导出STL格式用于打印；

(2)采用挤压式3D打印机进行打印，打印层数与滤膜厚度相关，可根据需求进行调整。

2.根据权利要求1所述的用于污水处理滤膜制作的3D打印技术，其特征在于：打印所用的墨水涉及挤压式3D打印机所使用的所有打印材料。

3.一种用于污水处理的3D打印多功能化滤膜，其特征在于：滤膜的结构主体主要由海藻酸钠提供，海藻酸钠同时提供良好的油水分离性能；氧化石墨烯复合进入海藻酸钠中提升整体力学性能，使其可阻挡一定力量的水流冲击；通过一步还原在复合材料中负载纳米银颗粒以提供抗菌性能，且纳米银同时可以进一步增强滤膜机械性能。

4.权利要求3所述的用于污水处理的3D打印多功能化滤膜的制备方法，其特征在于：氧化石墨烯、硝酸银按比例混合后调整pH至9～14，然后加入海藻酸钠后混合均匀，水浴加热后置于上述打印条件下，打印结束先冷冻干燥再CaCl₂交联形成多孔隙多功能化滤膜。

5.根据权利要求4所述的用于污水处理的3D打印多功能化滤膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)以改良Hummers法制备氧化石墨烯(GO)，得高浓度氧化石墨烯分散液，备用；

(2)在步骤(1)得到高浓度GO分散液的基础上配制一定浓度的氧化石墨烯分散液，以重量为基准，最终得到的氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯与水的比例为0.025～5:1000～10000；

(3)将一定量的硝酸银加入步骤(2)中配制好的氧化石墨烯分散液中，最终得到的溶液中硝酸银和水的重量比为0.5～10：100～1000；

(4)对步骤(3)中得到的溶液调节pH至9～14，调节pH的试剂包括氢氧化钠但不限于氢氧化钠；

(5)在步骤(4)中得到的混合溶液中加入海藻酸钠，最终得到的混合物中海藻酸钠和水的比值为1～10：10～100；

(6)将步骤(5)中得到的混合物水浴加热，温度为60～90℃，时间为20～60min；

(7)将步骤(6)制得的混合物填充至3D打印机料筒中，3D打印机进行打印；

(8)打印完毕后将步骤(7)制得的样品冷冻干燥24～48h，然后用一定浓度的氯化钙溶液充分浸泡直至交联完全，最后用离子水浸泡，直至将多余杂质去除干净，得海藻酸钠/氧化石墨烯/纳米银(SGA)的复合物滤膜，所用到的氯化钙溶液浓度为0.5％～5％。

6.根据权利要求5所述的用于污水处理的3D打印多功能化滤膜的制备方法，其特征在于：用于3D打印的混合物中海藻酸钠和水的重量比为1～10：10～100。

7.根据权利要求5所述的用于污水处理的3D打印多功能化滤膜的制备方法，其特征在于：用于3D打印的混合物中硝酸银和水的重量比为0.5～5：100～1000。

8.根据权利要求5所述的用于污水处理的3D打印多功能化滤膜的制备方法，其特征在于：用于3D打印的混合物中氧化石墨烯与水的重量比为氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯与水的比例为0.025～5:1000～10000。