[发明专利]一种大面积氧化石墨烯薄膜的制备方法及反渗透组件

权利要求书

1.一种大面积氧化石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)以石墨粉末为原料制备氧化石墨烯的分散液；

(2)在氧化石墨烯的分散液中添加交联剂和物理插层纳米颗粒，以提高氧化石墨烯的稳定性和渗透性能；

(3)采用刮涂、棒涂或者喷涂将氧化石墨烯的分散液均匀分散在基底表面制成氧化石墨烯膜；

(4)将氧化石墨烯薄膜在高温下烘干；氧化石墨烯膜在烘干时在空气或者保护气氛中进行。

2.根据权利要求1所述的大面积氧化石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的氧化石墨烯的分散液为去离子水相分散液或者有机相分散液，氧化石墨烯的分散液浓度控制在1-30mg/mL。

3.根据权利要求1所述的大面积氧化石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的氧化石墨烯的分散液通过化学氧化石墨粉末及液相剥离法包括Hummers法、改进的Hummers法、Brodie法或者Staudenmaier法制备完成。

4.根据权利要求1所述的大面积氧化石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的交联剂为乙二胺、聚乙烯亚胺、硫脲、碳酰肼、单宁酸或者聚乙烯醇，物理插层颗粒为二氧化硅纳米颗粒或二硫化钼。

5.根据权利要求1所述的大面积氧化石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的氧化石墨烯薄膜为膜、纸或箔类的片层状材料；其厚度为1-1000μm。

6.根据权利要求1所述的大面积氧化石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的基底所用材料为聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙二醇、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯或者聚偏二氟乙烯。

7.根据权利要求1所述的大面积氧化石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述的刮涂、棒涂具体操作如下：

(a)使用涂膜机进行刮涂、棒涂时，涂膜机表面温度为50-100℃，吸附真空度为0.02-0.08MPa；

(b)将浓度为1-30mg/mL的氧化石墨烯分散液转移至刮刀或Mayer棒前，使得刮刀或Mayer棒的缝隙被完全覆盖；

(c)涂膜机以1-50mm/s的速度运行，期间不断添加氧化石墨烯分散液，使得刮刀或Mayer棒的缝隙始终被完全覆盖，直至涂膜完成。

8.根据权利要求1所述的大面积氧化石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的喷涂具体操作如下：

(a)使用喷涂机进行喷涂时，喷涂机的压力为0.05-0.5MPa，承载面温度为50-100℃；

(b)将浓度为1-30mg/mL的氧化石墨烯分散液放置于喷涂机的料槽中，控制喷枪以均匀的压力和速度喷涂；

(c)每次喷涂完成后等待图层干燥，反复多次喷涂，直至膜达到预期厚度。

9.根据权利要求1所述的大面积氧化石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述的保护气体为不与氧化石墨烯以及还原氧化石墨烯发生反应的氮气、氦气或者氩气。

10.一种反渗透组件，其特征在于，反渗透膜采用权利要求1-9任一项所述方法制备的大面积氧化石墨烯薄膜。