CN103240007A - 一种制备氧化石墨烯填充微滤复合材料的方法 - Google Patents

一种制备氧化石墨烯填充微滤复合材料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了采用简单方法制备氧化石墨烯填充微滤复合材料的操作过程，该过程包括首先制备分散性好的氧化石墨烯或者被部分还原的氧化石墨烯悬浊液，然后灌注到含有微孔聚偏氟乙烯、微孔聚丙烯腈或微孔陶瓷材料的微滤器中，再经过抽滤处理，即可将氧化石墨烯填充到聚偏氟乙烯、聚丙烯腈或微孔陶瓷的孔道中，制备出氧化石墨烯填充微滤复合材料。该过程操作简单实用，对环境污染小，易于大量制备。

Description

一种制备氧化石墨烯填充微滤复合材料的方法
技术领域
本发明涉及制备氧化石墨烯填充微滤复合材料的简单两步操作过程，具体地说，第一步是制备分散性好的氧化石墨烯悬浊液，即将普通石墨粉通过氧化还原处理后再分散在水中获得氧化石墨烯悬浊液，第二步是将氧化石墨烯填充到微滤膜中，即将氧化石墨烯悬浊液灌注到微滤器中再进行抽滤，在压力差作用下，氧化石墨烯渗入到微孔聚偏氟乙烯、微孔聚丙烯腈或微孔陶瓷的孔道中，获得氧化石墨烯填充的微滤膜复合材料。
背景技术
氧化石墨烯是一种单原子层或少数几层的含氧碳材料，是目前世界各国的研究热点，因为这种物质具有十分优异的光、电、力和热等特性，在催化剂载体、气体或生物传感器、场效应晶体管、透明电极、锂离子电池或太阳能电池等领域有潜在的巨大应用价值(Critical Rev.Solid State Mater.Sci.，2010，35：152；新型炭材料，2011，26(1)：5)。但是，与基础或应用基础研究相比，目前关于这种材料或与之相关材料的应用研究严重滞后。在这里，我们在简单制备这种材料的基础上，进一步将其应用在过滤膜上，拓展和深化了该材料的应用。该制备过程简单，易操作，成本低，易于大量生产和推广应用。
发明内容
本发明的目的是采用简单而方便的两步合成过程制备氧化石墨烯填充微滤复合材料。为了获得这种复合材料，首先需要在室温下简单制备分散性好的氧化石墨烯悬浊液，然后将其灌注到微滤器中进行抽滤，氧化石墨烯缓慢渗入到微孔聚偏氟乙烯、微孔聚丙烯腈或微孔陶瓷的孔道中，制得氧化石墨烯填充的微滤膜复合材料。
本发明的制备是获得氧化石墨烯填充的微滤材料，其步骤为：
称取适量的石墨粉，在用浓硫酸和高锰酸钾氧化后离心洗涤，分散在水中后制得分散性好的氧化石墨烯悬浊液，然后在室温下将其灌注到微滤器中进行抽滤，由于在微滤膜内外产生压力差，使得氧化石墨烯随水缓慢渗入到聚偏氟乙烯、聚丙烯腈或陶瓷的微孔(微孔尺寸处在亚微米至纳米间)中，并停留在微孔里，进而制得氧化石墨烯填充的微滤膜复合材料。
所述的微滤器，是指具有固定微孔材料聚偏氟乙烯、聚丙烯腈或陶瓷等的装置。
所述的抽滤，是指产生微孔材料内外压力差的过程。
本发明简单制备氧化石墨烯填充微滤材料，优点在于：(1)所使用的原料廉价易得；(2)操作简单易重复控制；(3)对环境和人的危害性小。
附图说明
图1是制备氧化石墨烯填充微滤复合材料的流程图。
图2是实施例3制得的氧化石墨烯填充微滤膜的扫描电镜(SEM)照片，其中插图是未填充氧化石墨烯的微滤膜SEM照片。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明简单地使用石墨，在经过抽滤处理后获得氧化石墨烯填充微滤复合材料。其制备步骤为：
称取适量的石墨，经过氧化还原处理后制得氧化石墨烯悬浊液，再在室温下将其灌入到微滤器中进行抽滤，水洗后获得氧化石墨烯填充的微滤膜。具体实例如下：
实验例1：称取约2wt.％氧化石墨烯悬浊液，在室温下将其加入到含有聚偏氟乙烯膜的微滤器中进行抽滤，在悬浊液明显减少或几乎没有后停止抽滤，倒出没有过滤掉的悬浊液，加入水洗涤数次，获得氧化石墨烯填充的微滤膜复合材料。
实验例2：称取约2wt.％氧化石墨烯悬浊液，在室温下将其加入到含有聚丙烯腈膜的微滤器中进行抽滤，在悬浊液明显减少后停止抽滤，倒出没有过滤掉的悬浊液，加入水洗涤数次，获得氧化石墨烯填充的微滤膜复合材料。
实验例3：称取约1wt.％氧化石墨烯悬浊液，在室温下将其加入到含有聚偏氟乙烯微管的微滤器中进行抽滤，在悬浊液明显减少或没有后停止抽滤，倒出没有过滤掉的悬浊液，加入水洗涤数次，获得氧化石墨烯填充的微滤膜复合材料。
实验例4：称取约1wt.％氧化石墨烯悬浊液，在室温下将其加入到含有聚丙烯腈膜微管的微滤器中进行抽滤，在悬浊液明显减少后停止抽滤，倒出没有过滤掉的悬浊液，加入水洗涤数次，获得氧化石墨烯填充微滤膜复合材料。
实验例5：称取约2wt.％氧化石墨烯悬浊液，在室温下将其加入到含有微孔陶瓷膜的微滤器中进行抽滤，在悬浊液明显减少或没有后停止抽滤，倒出没有过滤掉的悬浊液，加入水洗涤数次，获得氧化石墨烯填充的微滤膜复合材料。

Claims (6)

1.采用抽滤法简单制备氧化石墨烯填充微滤复合材料的过程，其特征在于：氧化石墨烯是填充在微滤材料上的微孔中的，其步骤为：
该制备包括两个合成过程：首先将石墨制成高度分散的氧化石墨烯或还原氧化石墨烯悬浊液，再将其灌注到微滤器中进行抽滤，通过压力差作用，氧化石墨烯渗入到微滤复合材料上的微孔中并得到填充，进而制得氧化石墨烯填充微滤复合材料。
2.根据权利要求1所述的制备过程，其特征在于：氧化石墨烯是填充在微滤材料孔道中的。
3.根据权利要求1所述的制备过程，其特征在于：在制备时需要进行抽滤处理。
4.根据权利要求1所述的制备过程，其特征在于：微滤材料中的微孔是指尺寸在亚微米至纳米间的孔道。
5.根据权利要求2所述的微滤材料，其特征在于：该材料是含有大量微孔的孔道的。
6.根据权利要求3所述的抽滤，其特征在于：能够产生压力差的过程。
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