[发明专利]一种二维纳米岛@石墨烯异质结自组装疏水纳滤膜及其制备方法

权利要求书

1.一种制备自组装疏水纳滤膜的疏水性二维纳米岛@石墨烯异质结材料，其特征在于，通过氧基团催化反应，将二维纳米岛材料生长在石墨烯的表面，制备得到具有疏水性二维纳米岛@石墨烯异质结材料，其中二维纳米岛结构为Ni-对苯二胺盐酸盐、Cu-对苯二胺盐酸盐、Ni-六氨基苯、Cu-六氨基苯、石墨炔或Cu-六巯基苯，所述二维纳米岛材料与石墨烯的面积比为10～70%；

所制备得到的疏水性二维纳米岛@石墨烯异质结材料中，二维纳米岛的接触角为60～120°，二维石墨烯的接触角为60～90°；

所述疏水性二维纳米岛@石墨烯异质结材料通过如下步骤制备得到：

（1）将氧化石墨烯悬浮液加入到可溶性金属盐溶液中，并通入惰性气体以去除氧气，得到溶液A；

（2）将二维纳米岛前驱体材料溶解到水中，并通入惰性气体以去除氧气，得到溶液B；

（3）将溶液B加入到溶液A中，进行氧基团催化反应，反应温度为-30～150℃，反应时间为0.5～96h，抽滤，洗涤，制备得到疏水性二维纳米岛@石墨烯异质结材料；

步骤（1）中可溶性金属盐溶液为镍的可溶性金属盐溶液或铜的可溶性金属盐溶液；

步骤（2）中所述二维纳米岛前驱体材料为对苯二胺盐酸盐、六氨基苯、石墨炔或六巯基苯；

步骤（1）中氧化石墨烯悬浮液的浓度为0.1～5mg/mL；步骤（2）中溶液B的浓度为0.1～1mol/L；步骤（1）、（2）中所使用的惰性气体为氩气或氮气，惰性气体通入时间为0.1～24小时；

步骤（3）中，反应温度为10～110℃，反应时间为5～20h。

2.如权利要求1所述的疏水性二维纳米岛@石墨烯异质结材料，其特征在于，步骤（3）中溶液B和溶液A的体积比为（0.1~10）：1。

3.权利要求1或2所述的疏水性二维纳米岛@石墨烯异质结材料在制备自组装疏水纳滤膜中的应用。

4.利用权利要求1或2所述的疏水性二维纳米岛@石墨烯异质结材料制备二维纳米岛@石墨烯异质结自组装疏水纳滤膜的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、配置抽滤液：将所述疏水性二维纳米岛@石墨烯异质结材料制备成悬浮液；

b、抽滤及烘干：将步骤a中的悬浮液置于基底膜上，进行抽滤，然后外加压力将悬浮液中的疏水性二维纳米岛@石墨烯异质结材料挤压至基底膜上，并干燥，得到二维纳米岛@石墨烯异质结自组装疏水纳滤膜。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤a中，所配置的疏水性二维纳米岛@石墨烯异质结材料悬浮液的浓度为1～10mg/mL。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤b中，所述基底膜材质为聚醚砜、聚苯乙烯、混合纤维素酯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、或者多孔氧化铝；

步骤b中，挤压时施加的压力范围为1～100N；

步骤b中，干燥采用真空干燥的方式进行，干燥温度为25～150度；干燥时间为0.5～96小时；干燥采用的真空度为1 Pa～1个大气压。

7.利用权利要求4-6任一所述方法制备得到的二维纳米岛@石墨烯异质结自组装疏水纳滤膜，其特征在于，所述纳滤膜内部富含亚纳米级的疏水孔道，所述疏水孔道大小为0.1～1纳米。

8.权利要求7所述二维纳米岛@石墨烯异质结自组装疏水纳滤膜在水处理中的应用，其特征在于，所述水处理为海水淡化处理、工业废水处理或城市污水处理。