[发明专利]MXene复合膜制备方法及MXene复合膜

说明书

本发明涉及膜材料技术领域，具体公开了一种MXene复合膜制备方法及MXene复合膜，该方法包括将MXene粉末和HNTs粉末分别加入到烧杯中，在温度20‑30℃下进行超声分散分别得到第一溶液与第二溶液；将所述第一溶液与第二溶液混合并在温度20‑30℃下进行超声分散得到混合液；将ph值8‑9的PDA+tris‑HCl混合试剂加入所述混合液中进行超声分散，待超声分散结束后，对所述混合液进行磁力搅拌均匀得到目标溶液；通过真空抽滤将所述目标溶液抽滤到有机聚合物膜上，得到MXene复合膜。本发明将MXene与HNTs按一定比例共混改性，以增大MXene复合膜的层间距，即扩大了MXene复合膜的通水孔孔径，使得复合膜的透水能力更强，提供良好的输水通道。

技术领域

本发明涉及膜材料技术领域，尤其涉及一种MXene复合膜制备方法及MXene复合膜。

背景技术

工业废水是指工业生产过程中产生的废水和废液，其污染物种类繁多且成分复杂(常见如油污、染料、重金属和微生物等)，若在排放前不加以有效处理，将对周围生态环境和人类健康构成了巨大的威胁。膜分离技术具有分离效率高和环境友好等特点，目前已在工业废水处理等领域得到了广泛的应用，并有着“21世纪水处理技术”的美誉。膜材料是膜分离技术的关键，是膜技术产业化的核心部件。传统的膜材料抗污染性能差，且渗透通量和截留率之间存在着相互制约的关系。

但是现有的膜材料存在层间距较小的问题，膜材料的堆砌结构使得液体渗透孔道变长，最终严重限制其对于粒径较大的油水液滴的渗透通量。

因此，如何提供一种能够提升油水分离能力的膜材料成为了亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种MXene复合膜制备方法，以解决现有的膜材料由于层间距较小，堆砌结构使得液体渗透孔道变长，最终严重限制其对于粒径较大的油水液滴的渗透通量的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一方面提供一种MXene复合膜制备方法，包括：

将MXene粉末和HNTs粉末分别加入到烧杯中，在温度20-30℃下进行超声分散分别得到第一溶液与第二溶液；

将所述第一溶液与第二溶液混合并在温度20-30℃下进行超声分散得到混合液；

将ph值8-9的PDA+tris-HCl混合试剂加入所述混合液中进行超声分散，待超声分散结束后，对所述混合液进行磁力搅拌均匀得到目标溶液；

通过真空抽滤将所述目标溶液抽滤到有机聚合物膜上，得到MXene复合膜；

所述MXene粉末的用量为2mg，所述HNTs粉末的用量为2-5mg，所述PDA的用量为20-200mg。

进一步地，所述MXene粉末的用量为2mg，所述HNTs粉末的用量为2mg，所述PDA的用量为80mg。

进一步地，该方法还包括：

分别取不同配方比例的MXene粉末、HNTs粉末和PDA制得多份所述MXene复合膜，分别计算每份所述MXene复合膜的预设指标值，选取所述预设指标值落在预设阈值范围内的所述MXene复合膜对应的配方比例作为最优比例。

进一步地，所述预设指标值为所述MXene复合膜的水通量，所述水通量的计算过程为：

其中，J代表膜的纯水通量(L·m^-2·h^-1)；V代表透过膜的纯水体积(L)，A为所述MXene复合膜的有效面积(㎡)，t为渗透时间(h)。

进一步地，所述预设指标值为所述MXene复合膜的截留率，所述截留率的计算过程为：