[发明专利]一种基于蒸发驱动的共混纳米复合薄膜制备方法

说明书

本发明提供一种基于蒸发驱动的共混纳米复合薄膜制备方法，包括以下步骤：制备至少包含两种微纳材料的混合分散液；将有多个通孔的支撑膜放置于混合分散液表面，通孔的孔径大于溶剂分子直径且小于各种微纳材料颗粒直径；在支撑膜和混合分散液处于静置状态下对混合分散液进行加热，微纳材料在支撑膜的下表面自组装形成微纳材料的共混复合自组装结构；对微纳材料的共混复合自组装结构进行干燥处理，得到微纳材料共混复合膜。本发明可以在蒸发驱动下通过自组装形成结构均一的微纳材料共混复合膜；整个制备过程中不需要添加还原剂，工序步骤少、制备速度快、效率高。

技术领域

本发明涉及微纳材料共混复合膜技术领域，具体涉及一种基于蒸发驱动的共混纳米复合薄膜制备方法。

背景技术

微纳材料是指颗粒尺寸在微米级别和纳米级别的材料。在现有技术中，将两种或多种微纳材料混合在一起，可以制备出微纳材料的共混复合膜。共混复合膜结合了两种或多种微纳材料的优点，可以在一定程度上提升复合膜的性能以及适用范围，目前的应用领域包括气体分离、水处理、电热、电导等方面。

但是，目前对于共混复合膜，现有技术主要是通过抽滤微纳材料的混合分散液来制备。在制备过程中，因为不同微纳材料的物理化学特性不同，得到的共混复合膜的结构不均一；同时，抽滤法的效率较低，无法进行大规模生产，不便于在产业上推广。

因此，现在亟需一种能快速生成结构均一的微纳材料共混复合膜的制备方法。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出了以下技术方案：

第一方面，提供了一种基于蒸发驱动的共混纳米复合薄膜制备方法，包括以下步骤：

制备至少包含两种微纳材料的混合分散液；

将有多个通孔的支撑膜放置于混合分散液表面，所述通孔的孔径大于溶剂分子直径且小于各种微纳材料颗粒直径；

在支撑膜和混合分散液处于静置状态下对混合分散液进行加热，微纳材料颗粒在支撑膜的下表面自组装形成微纳材料的共混复合自组装结构；

对微纳材料的共混复合自组装结构进行干燥处理，得到微纳材料共混复合膜。

进一步的，微纳材料包括MXene、碳纳米管、聚苯乙烯微球、二硫化钼、氮化硼或氧化石墨烯。

进一步的，微纳材料混合分散液的浓度为0.1g/L～10g/L。

进一步的，支撑膜包括有机膜或无机膜。

进一步的，有机膜包括聚醚砜膜或聚丙烯膜，无机膜为三氧化二铝无机膜。

进一步的，通孔的孔径为20纳米到5微米。

进一步的，在支撑膜和微纳材料混合分散液处于静置状态下对微纳材料混合分散液进行加热时，采用水浴方式进行加热，加热温度为40～85℃，加热时间为20分钟到120分钟。

进一步的，干燥处理包括自然风干或真空烘干。

进一步的，在制备混合分散液时，添加表面活性剂。

由上述技术方案可知，本发明的有益技术效果如下：

1、通过溶剂分子的蒸发，带动微纳颗粒向带有通孔的支撑膜移动，即可自组装形成结构均一的微纳材料共混复合膜；

2、和现有技术不同，整个制备过程中不需要添加还原剂，工序步骤少、制备速度快、效率高。

第二方面，提供了一种微纳材料共混复合膜，通过使用第一方面提供的方法制备得到。

附图说明