CN113304624A - 一种石墨烯纳米级多孔膜、制备方法及应用 - Google Patents

一种石墨烯纳米级多孔膜、制备方法及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113304624A
CN113304624A CN202110612126.4A CN202110612126A CN113304624A CN 113304624 A CN113304624 A CN 113304624A CN 202110612126 A CN202110612126 A CN 202110612126A CN 113304624 A CN113304624 A CN 113304624A
Authority
CN
China
Prior art keywords
graphene oxide
flgo
porous membrane
scale porous
htgo
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN202110612126.4A
Other languages
English (en)
Inventor
欧建臻
姚浩
余昊
周辉
程银芬
任白玉
陈冠羽
易倩
谢华光
陈柯宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Hengrui Tiancheng Technology Co ltd
Original Assignee
Sichuan Hengrui Tiancheng Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan Hengrui Tiancheng Technology Co ltd filed Critical Sichuan Hengrui Tiancheng Technology Co ltd
Priority to CN202110612126.4A priority Critical patent/CN113304624A/zh
Publication of CN113304624A publication Critical patent/CN113304624A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02—Inorganic material
    • B01D71/024—Oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/027—Nanofiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0039—Inorganic membrane manufacture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/02—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor characterised by their properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/442—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by nanofiltration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/308—Dyes; Colorants; Fluorescent agents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种石墨烯纳米级多孔膜、制备方法及应用，包括以下步骤：步骤1：将氧化石墨烯进行热还原得到HTGO；将HTGO依次经MnSO4和H2O2氧化处理得到FLGO；步骤2：将FLGO和氧化石墨烯浆料分别制备成分散液，分散液混合超声得到混合液；混合液中FLGO和氧化石墨烯的质量比为1～7:1；步骤3：将步骤2得到的混合液真空抽滤制备成膜即可得到所需纳米级多孔膜；本发明得到的复合纳米级多孔膜由于FLGO的引入，在干燥环境中会轻微增大氧化石墨烯膜的层间距；在潮湿环境下氧化石墨烯的层间距会大幅增加；FLGO和氧化石墨烯之间的π‑π共轭作用有力的限制了膜层间距的增大，维持了膜的有效分离性能；得到的复合膜同时具有较高的染料去除率和高的水通量。

Description

一种石墨烯纳米级多孔膜、制备方法及应用
技术领域
本发明涉及膜分离技术，具体涉及一种石墨烯纳米级多孔膜、制备方法及应用。
背景技术
膜分离技术常用于高效、低能耗地处理生活污水、工业废水、海水淡化等。然而，现有的传统高分子膜因其自身耐氯性差、耐化学腐蚀能力弱、机械强度低以及抗污染能力弱等。造成膜组件工作效率低、更换频率快，增加了膜分离的成本。传统的高分子聚酰胺膜已成功的实现了商业化，然而因其耐氯性差、抗污染能力差以及易化学腐蚀等，造成膜元件工作效率低、使用寿命短、应用领域有限。
所以二维氧化石墨烯作为膜材料，开发了一系列的氧化石墨烯分离膜。但由于大量含氧官能团的存在，使得该膜在水中极易溶胀而瓦解；此外，通过减少含氧官能团的数量又会降低膜的分离效率。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题提供一种保证膜在具备高染料去除率的同时，大幅提升水透过能力的石墨烯纳米级多孔膜、制备方法及应用。
本发明采用的技术方案是：
一种石墨烯纳米级多孔膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将氧化石墨烯进行热还原得到HTGO；将HTGO依次经MnSO4和H2O2氧化处理得到FLGO；
步骤2：将FLGO和氧化石墨烯浆料分别制备成分散液，分散液混合超声得到混合液；混合液中FLGO和氧化石墨烯的质量比为1～7:1；
步骤3：将步骤2得到的混合液真空抽滤制备成膜即可得到所需纳米级多孔膜。
进一步的，所述步骤2中FLGO分散液的浓度为0.05mg/mL，氧化石墨烯分散液的浓度为0.05mg/mL。
进一步的，所述步骤3中分散液混合后加入去离子水，超声10min。
进一步的，所述步骤3中真空抽滤成膜中的压力为0.6MPa。
进一步的，所述步骤1中的氧化石墨烯热还原过程如下：
将氧化石墨烯浆料经冷冻干燥后，将氧化石墨烯在480℃条件下处理120s，即可得到所需热还原氧化石墨烯。
进一步的，所述步骤1中的HTGO氧化处理过程如下：
将HTGO加入到去离子水中分散，然后加入MnSO4，继续搅拌0.5h；在搅拌条件下，继续加入H2O2水溶液，继续搅拌12～36h；反应完成后纯化处理，并且洗涤N次，即可得到所需FLGO。
进一步的，所述MnSO4的添加量占HTGO的质量分数为0.027wt.％～0.047wt.％；H2O2与HTGO的质量比为68～136:15。
一种石墨烯纳米级多孔膜，所述石墨烯纳米级多孔膜厚度为0.218μm～1.09μm。
一种石墨烯纳米级多孔膜的应用，所述纳米级多孔膜作为纳滤膜，用于纺织、医药、污水处理。
本发明的有益效果是：
(1)本发明制备得到的复合纳米级多孔膜由于FLGO的引入，在干燥环境中会轻微增大氧化石墨烯膜的层间距；在潮湿环境下氧化石墨烯的层间距会大幅增加；FLGO和氧化石墨烯之间的π-π共轭作用有力的限制了膜层间距的增大，维持了膜的有效分离性能；
(2)本发明制备得到的复合纳米级多孔膜同时具有较高的染料去除率和高的水通量，尤其对于尺寸大于1nm的染料具有良好的去除效果；
(3)本发明制备得到的复合纳米级多孔膜对于染料的截留效果具有较好的稳定性能，膜具有可长期利用的优势。
附图说明
图1为实施例1中产物的XPS C 1s分峰图。a为原料氧化石墨烯的结果，b为步骤1中热还原得到的HTGO结果，c为步骤1中FLGO的结果，d为步骤3得到的复合膜的结果。
图2为实施例1中产物的Zeta电位侧视图。
图3为实施例1中产物的亲水性能测试结果，a为对比例氧化石墨烯膜的结果，b为实施例得到复合膜的结果。
图4为实施例1产物的表面和截面的SEM图，a、c为对比例氧化石墨烯膜的表面、截面SEM图，b、d为实施例得到的复合膜的表面、截面SEM图。
图5为实施例1产物的XRD分析图。
图6a为对比例氧化石墨烯膜、实施例1得到复合膜的水通量和TB截留效果，6b为不同FLGO用量得到的复合膜的水通量和TB截留效果，6c为复合膜对不同染料截留效果和水通量结果，6d为复合膜在48小时内稳定性测试结果。
图7为氧化石墨烯膜和复合膜的原理图。
图8为实施例1中步骤1得到的FLGO和GO的AFM测试图，a为GO的测试结果，b为FLGO的测试结果。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
一种石墨烯纳米级多孔膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将氧化石墨烯进行热还原得到HTGO；将HTGO依次经MnSO4和H2O2氧化处理得到FLGO；
将氧化石墨烯浆料，经冷冻干燥后，在空气环境下将GO放置于480℃的管式炉处理120s，得到热还原氧化石墨烯HTGO。HTGO氧化处理过程如下：
将HTGO加入到去离子水中分散，然后加入MnSO4，继续搅拌0.5h；在搅拌条件下，继续加入H2O2水溶液，在室温条件下持续搅拌12～36h；反应完成后纯化处理(通过真空过滤的方式进行纯化处理)，并且洗涤N次，即可得到所需FLGO。
步骤2：将FLGO和氧化石墨烯浆料分别制备成分散液，分散液混合超声得到混合液；混合液中FLGO和氧化石墨烯的质量比为1～7:1；FLGO分散液的浓度为0.05mg/mL，氧化石墨烯分散液的浓度为0.05mg/mL。分散液混合后加入去离子水，超声10min。
步骤3：将步骤2得到的混合液真空抽滤制备成膜即可得到所需纳米级多孔膜。真空抽滤过程中压力为0.6MPa。
实施例1
一种石墨烯纳米级多孔膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：取一定量的氧化石墨烯浆料，经冷冻干燥后，在空气环境下将氧化石墨烯放置于480℃的管式炉处理120s，得到热还原氧化石墨烯HTGO。
取300mg上述HTGO，在搅拌条件下加入到50mL去离子水中，随后加入0.10mgMnSO4，继续搅拌0.5h。在搅拌条件下，继续加入1.2mol/L的H2O2水溶液50mL。在室温下持续搅拌24h。反应后的产物可通过真空过滤的方式进行纯化处理，并用纯水洗涤三次，得到少层堆叠且可分散的FLGO。
步骤2：将氧化石墨烯和FLGO分别制备成浓度为0.05mg/mL的分散液，按照氧化石墨烯分散液和FLGO分散液体积比为3:1的比例混合，并加入200mL去离子水超声10min。
步骤3：将步骤2得到的混合液真空抽滤制备成膜即可得到所需纳米级多孔膜。真空抽滤过程中压力为0.6MPa。
图1为实施例1中产物的XPS C 1s分峰图。a为原料氧化石墨烯的结果，b为步骤1中热还原得到的HTGO结果(热还原温度为480℃)，c为步骤1中FLGO的结果(FLGO为少层堆叠的三维状FLGO)，d为步骤3得到的复合膜的结果。
从图中可以看出经热还原后，HTGO的氧原子比例大幅降低。通过弱氧化得到FLGO的氧原子含量与HTGO相差不大，而C＝O比例增加。GO/FLGO复合膜中，由于FLGO的引入，稳定性得到大幅提升。这是因为FLGO中的C＝O，能够保证层间较强的π-π共轭作用同时，提升了膜的电荷量，有利于增强膜的稳定性和吸附性能。
图2为实施例1中产物的Zeta电位测试图。分别测试了GO、HTGO和FLGO的Zeta电位。从图中可以看出，还原以后，HTGO的Zeta电位绝对值大幅下降，弱氧化以后，FLGO的Zeta电位绝对值得到大幅提升，超过了GO。这说明FLGO具有优异的分散性能，易于形成均匀的分散液。
图3为实施例1中产物的亲水性能测试结果，a为对比例氧化石墨烯膜的结果，b为实施例得到复合膜的结果。从图中可以看出GO膜的水接触角为36.278°，复合膜的水接触角为40.103°。FLGO相对于GO来讲，含氧官能团数量更少，复合膜中由于FLGO的引入，略微增大了膜的疏水性能。但是从测试结果可以看出，复合膜仍保持着较好的亲水性能。
图4为实施例1产物的表面和截面的SEM图，a、c为对比例氧化石墨烯膜的表面、截面SEM图，b、d为实施例得到的复合膜的表面、截面SEM图。从图中可以看出GO膜具有典型的褶皱结构，无任何缺陷。在过滤组装过程中，GO膜表面由于纳米薄片折叠效应而出现表面褶皱。结合图4a和图4b，当用部分FLGO取代GO时，复合膜的表面出现缩水，更平坦的特征。这是由于含氧官能团的减少。与GO膜相比，GO/FLGO呈现类似于毛细血管状的褶皱网络结构。这说明FLGO部分被还原，膜变得更加紧致。
从SEM图可以看出，本发明制备得到的膜的厚度为1.09μm，膜表面类似于GO膜，均匀无缺陷。同时，SEM中所示膜为面密度大于1g/m2的厚度，实验中的膜的面密度为它的五分之一，所以用于过滤的纳滤膜厚度为0.218μm。
图5为实施例1产物的XRD分析图。从图中可以看出FLGO由于是三维的波形结构，在干燥环境中，FLGO的引入会轻微的增大膜的层间距。而在潮湿环境下，GO膜的层间距会大幅增加，由于它的水溶液中易溶胀的特性。复合膜由于FLGO的存在，GO和FLGO之间具有强的π-π共轭作用有力的限制了膜层间距的增大，维持了膜的有效分离性能。
图8为实施例1中步骤1得到的FLGO和GO的AFM测试图，a为GO的测试结果，b为FLGO的测试结果。由结果可以看出，GO的厚度约为5nm，FLGO的厚度约为4nm。说明FLGO片的堆叠层数小于GO，即具有更好的分散性能。这是由于相比于GO，FLGO经过弱氧化以后，表面含有更多的羧基基团，赋予其更好的亲水性。通过XPS分析和Zeta电位测试也证明这一点。
实施例2
一种石墨烯纳米级多孔膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：取一定量的氧化石墨烯浆料，经冷冻干燥后，在空气环境下将氧化石墨烯放置于480℃的管式炉处理120s，得到热还原氧化石墨烯HTGO。
取300mg上述HTGO，在搅拌条件下加入到50mL去离子水中，随后加入0.10mgMnSO4，继续搅拌0.5h。在搅拌条件下，继续加入1.2mol/L的H2O2水溶液50mL。在室温下持续搅拌24h。反应后的产物可通过真空过滤的方式进行纯化处理，并用纯水洗涤三次，得到少层堆叠且可分散的FLGO。
步骤2：将氧化石墨烯和FLGO分别制备成浓度为0.05mg/mL的分散液，按照氧化石墨烯分散液和FLGO分散液体积比为7:1的比例混合，并加入200mL去离子水超声10min。
步骤3：将步骤2得到的混合液真空抽滤制备成膜即可得到所需纳米级多孔膜。真空抽滤过程中压力为0.6MPa。
实施例3
一种石墨烯纳米级多孔膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：取一定量的氧化石墨烯浆料，经冷冻干燥后，在空气环境下将氧化石墨烯放置于480℃的管式炉处理120s，得到热还原氧化石墨烯HTGO。
取300mg上述HTGO，在搅拌条件下加入到50mL去离子水中，随后加入0.10mgMnSO4，继续搅拌0.5h。在搅拌条件下，继续加入1.2mol/L的H2O2水溶液50mL。在室温下持续搅拌24h。反应后的产物可通过真空过滤的方式进行纯化处理，并用纯水洗涤三次，得到少层堆叠且可分散的FLGO。
步骤2：将氧化石墨烯和FLGO分别制备成浓度为0.05mg/mL的分散液，按照氧化石墨烯分散液和FLGO分散液体积比为1:1的比例混合，并加入200mL去离子水超声10min。
步骤3：将步骤2得到的混合液真空抽滤制备成膜即可得到所需纳米级多孔膜。真空抽滤过程中压力为0.6MPa。
实施例4
一种石墨烯纳米级多孔膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：取一定量的氧化石墨烯浆料，经冷冻干燥后，在空气环境下将氧化石墨烯放置于480℃的管式炉处理120s，得到热还原氧化石墨烯HTGO。
取300mg上述HTGO，在搅拌条件下加入到50mL去离子水中，随后加入0.08mgMnSO4，继续搅拌0.5h。在搅拌条件下，继续加入0.8mol/L的H2O2水溶液50mL。在室温下持续搅拌12h。反应后的产物可通过真空过滤的方式进行纯化处理，并用纯水洗涤三次，得到少层堆叠且可分散的FLGO。
步骤2：将氧化石墨烯和FLGO分别制备成浓度为0.05mg/mL的分散液，按照氧化石墨烯分散液和FLGO分散液体积比为3:1的比例混合，并加入200mL去离子水超声10min。
步骤3：将步骤2得到的混合液真空抽滤制备成膜即可得到所需纳米级多孔膜。真空抽滤过程中压力为0.6MPa。
实施例5
一种石墨烯纳米级多孔膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：取一定量的氧化石墨烯浆料，经冷冻干燥后，在空气环境下将氧化石墨烯放置于480℃的管式炉处理120s，得到热还原氧化石墨烯HTGO。
取300mg上述HTGO，在搅拌条件下加入到50mL去离子水中，随后加入0.14mgMnSO4，继续搅拌0.5h。在搅拌条件下，继续加入1.6mol/L的H2O2水溶液50mL。在室温下持续搅拌36h。反应后的产物可通过真空过滤的方式进行纯化处理，并用纯水洗涤三次，得到少层堆叠且可分散的FLGO。
步骤2：将氧化石墨烯和FLGO分别制备成浓度为0.05mg/mL的分散液，按照氧化石墨烯分散液和FLGO分散液体积比为3:1的比例混合，并加入200mL去离子水超声10min。
步骤3：将步骤2得到的混合液真空抽滤制备成膜即可得到所需纳米级多孔膜。真空抽滤过程中压力为0.6MPa。
对比例
将氧化石墨烯浆料分散液，真空抽滤制备成膜即可得到氧化石墨烯膜。真空抽滤过程中压力为0.6MPa。
将有效膜直径为3cm的膜放置于自制死端过滤装置，以空气压缩机作为气源提供压力，操作压力为0.6MPa，染料浓度为100mg/L，长期性实验中以TB染料为实验对象，测试周期为48h。图6为测试结果，图6a为对比例氧化石墨烯膜、实施例1得到复合膜的水通量和TB截留效果，6b为不同FLGO用量得到的复合膜的水通量和TB截留效果，6c为复合膜对不同染料截留效果和水通量结果，6d为复合膜在48小时内稳定性测试结果。
从图6a中可以看出复合膜的水通量相比于GO来说提高了约22倍且依然保持着高的染料截留率。从图6b中可以看出，当GO和FLGO质量比为3:1时，复合膜同时具有较高的染料去除率和高的水通量。从图6c中可以看出，复合膜对染料的去除率也较优异，基本在90％以上。但是复合膜对于分子尺寸较小的染料的截留效果就很差，如Rh B和MB染料分子。这是因为复合膜中FLGO为三维状，起到了造孔作用，会在GO层间提供大量的约1nm左右的纳米隧道。这有利于水分子的快速通过，显著的提高了膜的水通量。此外，这些纳米隧道会起到筛分染料分子的作用，对于尺寸大于1nm左右的染料如TB等，膜对其具有优异的筛分效果。但是对于尺寸小于1nm的染料去除效果则很差，因为这些较小的染料易于通过这些隧道穿过膜。从图6d可以看出，在长期实验中，膜在48h内对TB染料的截留效果均稳定的维持在98％左右，具有较好的稳定性能，表面复合膜具有可长期利用的优势。
图7为复合膜中结构原理示意图。FLGO由于是三维的波形结构，在干燥环境中，FLGO的引入会轻微的增大膜的层间距。而在潮湿环境下，GO膜的层间距会大幅增加，由于它的水溶液中易溶胀的特性。复合膜由于FLGO的存在，GO和FLGO之间具有强的π-π共轭作用有力的限制了膜层间距的增大，维持了膜的有效分离性能。
本发明将氧化石墨烯热还原后，进行适当的弱氧化，在保持较低氧化程度的前提下，增加羧基含量，提高其水分散能力；随后，通过真空抽滤将预分散液与氧化石墨烯分散液层层堆叠于商业PVDF膜上，通过自组装的方式形成多孔石墨烯膜。由于氧化石墨烯经热还原以后会形成类似于波浪状的三维结构，从而会形成约1纳米左右的纳米隧道用来分离尺寸大于1纳米左右的染料分子，较多的纳米级隧道也有利于水分子的快速通过。此外，由于含氧官能团的减少，更多的sp2碳原子提高了π-π共轭作用力，赋予了复合膜更好的稳定性能，可以有效的克服了氧化石墨烯膜在水溶液环境中层间距膨胀的缺陷。本发明具有操作简单，成本低廉，绿色环保以及体系粘度低等特点，对开发一种高效水处理的石墨烯膜具有实际意义。

Claims (9)

1.一种石墨烯纳米级多孔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将氧化石墨烯进行热还原得到HTGO；将HTGO依次经MnSO4和H2O2氧化处理得到FLGO；
步骤2：将FLGO和氧化石墨烯浆料分别制备成分散液，分散液混合超声得到混合液；混合液中FLGO和氧化石墨烯的质量比为1～7:1；
步骤3：将步骤2得到的混合液真空抽滤制备成膜即可得到所需纳米级多孔膜。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯纳米级多孔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2中FLGO分散液的浓度为0.05mg/mL，氧化石墨烯分散液的浓度为0.05mg/mL。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯纳米级多孔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤3中分散液混合后加入去离子水，超声10min。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯纳米级多孔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤3中真空抽滤成膜中的压力为0.6MPa。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯纳米级多孔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的氧化石墨烯热还原过程如下：
将氧化石墨烯浆料经冷冻干燥后，将氧化石墨烯在480℃条件下处理120s，即可得到所需热还原氧化石墨烯。
6.根据权利要求1所述的一种石墨烯纳米级多孔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的HTGO氧化处理过程如下：
将HTGO加入到去离子水中分散，然后加入MnSO4，继续搅拌0.5h；在搅拌条件下，继续加入H2O2水溶液，继续搅拌12～36h；反应完成后纯化处理，并且洗涤N次，即可得到所需FLGO。
7.根据权利要求6所述的一种石墨烯纳米级多孔膜的制备方法，其特征在于，所述MnSO4的添加量占HTGO的质量分数为0.027wt.％～0.047wt.％；H2O2与HTGO的质量比为68～136:15。
8.采用如权利要求1～7所述任一项制备方法得到的石墨烯纳米级多孔膜，其特征在于，所述石墨烯纳米级多孔膜厚度为0.218μm～1.09μm。
9.一种如权利要求8所述石墨烯纳米级多孔膜的应用，其特征在于，所述纳米级多孔膜作为纳滤膜，用于纺织、医药、污水处理。
CN202110612126.4A 2021-06-02 2021-06-02 一种石墨烯纳米级多孔膜、制备方法及应用 Withdrawn CN113304624A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110612126.4A CN113304624A (zh) 2021-06-02 2021-06-02 一种石墨烯纳米级多孔膜、制备方法及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110612126.4A CN113304624A (zh) 2021-06-02 2021-06-02 一种石墨烯纳米级多孔膜、制备方法及应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113304624A true CN113304624A (zh) 2021-08-27

Family

ID=77377084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110612126.4A Withdrawn CN113304624A (zh) 2021-06-02 2021-06-02 一种石墨烯纳米级多孔膜、制备方法及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113304624A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114887498A (zh) * 2022-06-21 2022-08-12 青岛大学 水通量或截留率可控的氧化石墨烯/海藻酸钠复合纳滤膜
CN114984757A (zh) * 2022-06-21 2022-09-02 青岛大学 水通量或截留率可控的氧化石墨烯/壳聚糖复合纳滤膜及其应用

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114887498A (zh) * 2022-06-21 2022-08-12 青岛大学 水通量或截留率可控的氧化石墨烯/海藻酸钠复合纳滤膜
CN114984757A (zh) * 2022-06-21 2022-09-02 青岛大学 水通量或截留率可控的氧化石墨烯/壳聚糖复合纳滤膜及其应用
CN114887498B (zh) * 2022-06-21 2023-09-22 青岛大学 水通量或截留率可控的氧化石墨烯/海藻酸钠复合纳滤膜
CN114984757B (zh) * 2022-06-21 2023-09-22 青岛大学 水通量或截留率可控的氧化石墨烯/壳聚糖复合纳滤膜及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zeng et al. Ultra-high oil-water separation membrane based on two-dimensional MXene (Ti3C2Tx) by co-incorporation of halloysite nanotubes and polydopamine
CN107469633B (zh) 一种制备具有增强水通量膜的方法
Luo et al. MXene/poly (ethylene glycol) mixed matrix membranes with excellent permeance for highly efficient separation of CO2/N2 and CO2/CH4
CN113304624A (zh) 一种石墨烯纳米级多孔膜、制备方法及应用
CN109925896B (zh) 一种杂化复合膜、制备方法及其应用
Wang et al. Nanocellulose-based membranes for highly efficient molecular separation
Li et al. MXene-PANI/PES composite ultrafiltration membranes with conductive properties for anti-fouling and dye removal
CN113019151B (zh) 水处理用氧化石墨烯-聚偏氟乙烯复合中空纤维膜、其制备方法及应用
Zhang et al. High-efficient oil/water separation membrane based on MXene nanosheets by co-incorporation of APTES and amine functionalized carbon nanotubes
Shakeri et al. Carboxymethylcellulose-quaternary graphene oxide nanocomposite polymer hydrogel as a biodegradable draw agent for osmotic water treatment process
Liu et al. Polyamide composite membranes sandwiched with modified carbon nanotubes for high throughput pervaporation desalination of hypersaline solutions
CN108993165B (zh) 一种层状无机材料有机溶剂纳滤复合膜及其制备方法
Junaidi et al. Effect of graphene oxide (GO) and polyvinylpyrollidone (PVP) additives on the hydrophilicity of composite polyethersulfone (PES) membrane
Zhang et al. Fluffy-like amphiphilic graphene oxide (f-GO) and its effects on improving the antifouling of PAN-based composite membranes
Ganjali et al. Erbium (III) molybdate as a new nanofiller for fabrication of antifouling polyethersulfone membranes
Li et al. Nanofiltration membranes fabricated through ultra-thin α-Co (OH) 2 nanosheets with high chlorine resistance and long-term stability for efficient dye removal
Ding et al. 2D nanosheets optimized electrospray-assisted interfacial polymerization polyamide membrane with excellent separation performance
Zhang et al. Enhanced performance of porous forward osmosis (FO) membrane in the treatment of oily wastewater containing HPAM by the incorporation of palygorskite
Hosseini et al. Enhancing antifouling and separation characteristics of carbon nanofiber embedded poly ether sulfone nanofiltration membrane
Wang et al. Constructing low-friction mass transfer channel in laminar graphene oxide membrane for efficient molecular separation with enhanced permeability
He et al. Intercalated 2D nanowires network cooperating with its entanglement in tuneable GO membrane nanochannels for ultrafast organic solvent nanofiltration
CN111514856A (zh) 氧化石墨烯吸附膜、其制备方法及水处理方法
Fan et al. A facile graphene oxide modified approach towards membrane with prominent improved permeability and antifouling performance
CN108786493B (zh) 一种用于污水处理或海水淡化的滤膜及其制备方法与应用
CN112357909B (zh) 一种石墨烯多孔膜的制备方法及应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20210827