CN113893705B - 超亲水性碳纳米管复合膜及其制备方法 - Google Patents

超亲水性碳纳米管复合膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113893705B
CN113893705B CN202010576949.1A CN202010576949A CN113893705B CN 113893705 B CN113893705 B CN 113893705B CN 202010576949 A CN202010576949 A CN 202010576949A CN 113893705 B CN113893705 B CN 113893705B
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon nanotube
layer
dopamine
composite membrane
nanotube composite
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.)
Active
Application number
CN202010576949.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113893705A (zh
Inventor
吴扬
梁帅
黄霞
范守善
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.)
Tsinghua University
Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Original Assignee
Tsinghua University
Hongfujin Precision Industry Shenzhen 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 Tsinghua University, Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd filed Critical Tsinghua University
Priority to CN202010576949.1A priority Critical patent/CN113893705B/zh
Priority to TW109122684A priority patent/TWI735278B/zh
Priority to US17/342,845 priority patent/US11772973B2/en
Publication of CN113893705A publication Critical patent/CN113893705A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113893705B publication Critical patent/CN113893705B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/158—Carbon nanotubes
    • C01B32/16—Preparation
    • C01B32/162—Preparation characterised by catalysts
    • 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
    • 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
    • B01D67/0079—Manufacture of membranes comprising organic and inorganic components
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/158—Carbon nanotubes
    • C01B32/168—After-treatment
    • 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
    • C02F1/40—Devices for separating or removing fatty or oily substances or similar floating material
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/02—Polyamines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/203—Solid polymers with solid and/or liquid additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D171/00—Coating compositions based on polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D171/02—Polyalkylene oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
    • B01D2323/02—Hydrophilization
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/36—Hydrophilic membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2202/00—Structure or properties of carbon nanotubes
    • C01B2202/02—Single-walled nanotubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2202/00—Structure or properties of carbon nanotubes
    • C01B2202/08—Aligned nanotubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/90—Other properties not specified above
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2379/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2361/00 - C08J2377/00
    • C08J2379/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives

Landscapes

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

Abstract

本发明涉及一种超亲水性碳纳米管复合膜，其中，包括：一碳纳米管层，该碳纳米管层包括多个碳纳米管并包括两个相对的表面；一聚多巴胺层，所述聚多巴胺层设置在所述碳纳米管层的两个相对的表面的至少一表面，所述聚多巴胺层包括多个聚多巴胺纳米颗粒，该多个聚多巴胺纳米颗粒位于所述多个碳纳米管的表面；一二氧化硅层，所述二氧化硅层设置在所述聚多巴胺层远离所述碳纳米管层的表面，所述二氧化硅层包括多个含有氨基的二氧化硅纳米颗粒，所述多个含有氨基的二氧化硅纳米颗粒接枝在所述聚多巴胺层的表面。本发明还涉及一种超亲水性碳纳米管复合膜的制备方法。

Description

超亲水性碳纳米管复合膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种超亲水性膜及其制备方法，特别涉及一种超亲水性碳纳米管复合膜及其制备方法。
背景技术
经济和工业的迅猛发展带来了一系列严重的环境问题，特别是水污染严重威胁着人类健康和社会发展。其中，含油废水由于含油生活污水，炼油厂废水，工业化学品泄漏和海洋溢油等的排放而在过去几年中引起了极大关注。此类含油废水已经是世界范围内的一种常见污染物并且正在成为严重的全球环境问题。因此，如何对油/水混合物，特别是油/水乳液进行分离，是亟待解决的问题。
常规的水油分离方法主要有重力分离、混凝-絮凝、吸油材料、气浮法。但这些方法只适用于大多数不混溶的游离油/水混合物，但对油/水微乳液和纳米乳液的分离效果甚微。通过添加化学物质或施加电场的方法可用于进行破乳，但会存在二次污染和能源消耗的问题。此外，一些多孔的传统除油材料，例如泡沫、海绵都是一次性的，也会造成二次污染。近年来，超润湿性的概念(即超疏水性-超亲油性或超亲水性-超疏油性)已成功地引入油/水分离的研究领域。由于水和油的界面作用不同，与传统材料相比，这种超湿材料对油和水具有优异的选择性超湿性。研究表明，碳纳米管材料在分离油/ 水混合物或乳化液方法具有很好的有效性和超高通量。尽管碳纳米管材料具有许多优点，但是碳纳米管的固有的疏水/亲油性能将使其易于被油污染形成油垢，影响了碳纳米管的分离效率。
发明内容
有鉴于此，确有必要提供一种抗油垢、高分离效率的超亲水性碳纳米管复合膜及其制备方法。
一种超亲水性碳纳米管复合膜，其中，包括：一碳纳米管层，该碳纳米管层包括多个碳纳米管并包括两个相对的表面；一聚多巴胺层，所述聚多巴胺层设置在所述碳纳米管层的两个相对的表面的至少一表面，所述聚多巴胺层包括多个聚多巴胺纳米颗粒，该多个聚多巴胺纳米颗粒位于所述多个碳纳米管的表面；一二氧化硅层，所述二氧化硅层设置在所述聚多巴胺层远离所述碳纳米管层的表面，所述二氧化硅层包括多个含有氨基的二氧化硅纳米颗粒，所述多个含有氨基的二氧化硅纳米颗粒接枝在所述聚多巴胺层的表面。
一种超亲水性碳纳米管复合膜的制备方法，包括以下步骤：提供至少两层叠且交叉设置的碳纳米管初级膜，对所述至少两层叠且交叉设置的碳纳米管初级膜进行致密化处理得到一碳纳米管层，所述碳纳米管层包括两个相对的表面；提供一多巴胺水溶液，将所述多巴胺水溶液涂覆所述碳纳米管层的至少一表面形成一聚多巴胺层；提供一含有氨基的二氧化硅纳米颗粒悬浮液，将表面形成有聚多巴胺层的碳纳米管层置于该含有氨基的二氧化硅纳米颗粒悬浮液中静置，在所述聚多巴胺层远离所述碳纳米管层的表面上形成一二氧化硅层。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：由于采用亲水性的聚多巴胺纳米颗粒和含有氨基的二氧化硅纳米颗粒修饰碳纳米管膜，使得碳纳米管膜表现为亲水性；同时，由聚多巴胺纳米颗粒和含有氨基的二氧化硅纳米颗粒形成的空间微纳结构提高了碳纳米管膜表面的粗糙度，从而提高了膜的亲水性得到具备超亲水和水下超疏油的碳纳米管膜；制备方法简单，易操作。
附图说明
图1为本发明实施例提供的超亲水性碳纳米管复合膜的制备方法流程图。
图2为本发明实施例提供的超亲水性碳纳米管复合膜的制备方法的示意图。
图3为本发明实施例提供的超亲水性碳纳米管复合膜的截面示意图。
图4为本发明实施例提供的水滴在原始碳纳米管膜和超亲水性碳纳米管复合膜的动态扩散和渗透过程的亲水性示意图。
图5为本发明提供的水滴在超亲水性碳纳米管复合膜上的动态变化图。
图6为本发明提供的原始碳纳米管膜和超亲水性碳纳米管复合膜对水和油(水下)的接触角的比较图。
图7为本发明提供的所述超亲水性碳纳米管复合膜的水下驱油性能评估图。
图8为本发明提供的红色油滴粘附在所述原始碳纳米管膜和超亲水性碳纳米管复合膜的移动对比图。
图9为本发明提供的油/水和具有微纳米结构膜固体的三相界面图。
图10为本发明提供的原始碳纳米管膜和所述超亲水性碳纳米管复合膜的水通量表征图及截留量表征图。
图11为本发明提供的超亲水性碳纳米管复合膜进行油/水分离实验图。
图12为本发明提供的超亲水性碳纳米管复合膜和原始碳纳米管膜对油/ 水乳液通量和水通量随过滤时间的变化曲线图。
图13为本发明提供的清洁后的所述超亲水性碳纳米管复合膜和所述原始碳纳米管膜的水通量和分离率对比图。
图14为本发明提供的所述超亲水性碳纳米管复合膜和所述原始碳纳米管膜十个循环的滤液情况和分离效果图。
主要元件符号说明
超亲水性碳纳米管复合膜 100
碳纳米管层 10
聚多巴胺层 20
二氧化硅层 30
碳纳米管初级膜 108
如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的超亲水性碳纳米管复合膜及其制备方法作进一步的详细说明。
请一并参阅图1及图2，本发明实施例提供一种超亲水性碳纳米管复合膜100的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，提供至少两层叠且交叉设置的碳纳米管初级膜108，对所述至少两层叠且交叉设置的碳纳米管初级膜108进行致密化处理得到一碳纳米管层10，所述碳纳米管层包括两个相对的表面；
步骤S2，提供一多巴胺水溶液，将所述多巴胺水溶液涂敷所述碳纳米管层10的至少一个表面形成一聚多巴胺层20；
步骤S3，提供一含有氨基的二氧化硅纳米颗粒悬浮液，将表面形成有聚多巴胺层20的碳纳米管层10置于该含有氨基的二氧化硅纳米颗粒悬浮液中静置，在所述聚多巴胺层20远离所述碳纳米管层10的表面上形成一二氧化硅层30。
在步骤S1中，所述至少两层层叠且交叉设置的碳纳米管初级膜108可以包括两层碳纳米管初级膜108，也可以包括多层碳纳米管初级膜108。所述碳纳米管初级膜108包括多个均匀分布的碳纳米管，碳纳米管之间通过范德华力紧密结合。该碳纳米管初级膜108中的多个碳纳米管为有序排列。这里的有序排列指至少多数碳纳米管的排列方向具有一定规律。具体地，所述碳纳米管初级膜108中的多个碳纳米管沿一个方向择优取向排列。所述碳纳米管初级膜可以为一自支撑的碳纳米管膜。所述自支撑为碳纳米管初级膜不需要大面积的载体支撑，而只要相对两边提供支撑力即能整体上悬空而保持自身膜状状态，即将该碳纳米管初级膜置于(或固定于)间隔一固定距离设置的两个支撑体上时，位于两个支撑体之间的碳纳米管初级膜能够悬空保持自身膜状状态。所述自支撑主要通过碳纳米管初级膜中存在连续的通过范德华力首尾相连延伸排列的碳纳米管而实现。
所述碳纳米管初级膜108为碳纳米管拉膜，具体地，所述碳纳米管拉膜的制备方法包括以下步骤：
首先，提供一碳纳米管阵列形成于一生长基底，该阵列为超顺排的碳纳米管阵列。
该碳纳米管阵列的制备方法采用化学气相沉积法，其具体步骤包括： (a)提供一平整生长基底，该生长基底可选用P型或N型硅生长基底，或选用形成有氧化层的硅生长基底，本发明实施例优选为采用4英寸的硅生长基底；(b)在生长基底表面均匀形成一催化剂层，该催化剂层材料可选用铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)或其任意组合的合金之一；(c)将上述形成有催化剂层的生长基底在700℃～900℃的空气中退火约30分钟～90分钟； (d)将处理过的生长基底置于反应炉中，在保护气体环境下加热到500℃～740℃，然后通入碳源气体反应约5分钟～30分钟，生长得到碳纳米管阵列。该碳纳米管阵列为多个彼此平行且垂直于生长基底生长的碳纳米管形成的纯碳纳米管阵列。通过上述控制生长条件，该定向排列的碳纳米管阵列中基本不含有杂质，如无定型碳或残留的催化剂金属颗粒等。
其次，采用一拉伸工具从碳纳米管阵列中拉取碳纳米管获得至少一碳纳米管拉膜，其具体包括以下步骤：(a)从所述超顺排碳纳米管阵列中选定一个或具有一定宽度的多个碳纳米管，优选为采用具有一定宽度的胶带、镊子或夹子接触碳纳米管阵列以选定一个或具有一定宽度的多个碳纳米管；(b)以一定速度拉伸该选定的碳纳米管，从而形成首尾相连的多个碳纳米管片段，进而形成一连续的碳纳米管拉膜。该拉取方向沿基本垂直于碳纳米管阵列的生长方向。
在上述拉伸过程中，该多个碳纳米管片段在拉力作用下沿拉伸方向逐渐脱离生长基底的同时，由于范德华力作用，该选定的多个碳纳米管片段分别与其它碳纳米管片段首尾相连地连续地被拉出，从而形成一连续、均匀且具有一定宽度的碳纳米管拉膜。
该碳纳米管拉膜的宽度与碳纳米管阵列的尺寸有关，该碳纳米管拉膜的长度不限，可根据实际需求制得。当该碳纳米管阵列的面积为4英寸时，该碳纳米管拉膜的宽度为0.5纳米～10厘米，该碳纳米管拉膜的厚度为0.5纳米～100微米。该碳纳米管拉膜的制备方法请参见范守善等人于2007年2月 9日申请的，于2010年5月26日公告的第CN101239712B号中国专利“碳纳米管膜结构及其制备方法”，申请人：清华大学，鸿富锦精密工业(深圳) 有限公司。为节省篇幅，仅引用于此，但上述申请所有技术揭露也应视为本发明申请技术揭露的一部分。
所述对碳纳米管初级膜108进行致密化处理可通过有机溶剂处理该碳纳米管拉膜实现。所述有机溶剂为挥发性有机溶剂，如乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷或氯仿。本实施例中，将碳纳米管初级膜108浸入乙醇中20分钟得到致密化后的所述碳纳米管层10。
在步骤S2中，所述多巴胺水溶液可通过将多巴胺盐酸盐溶解在三羟甲基氨基甲烷(Tris)溶液混合得到。本实施例中，将2mg/mL溶解在pH为8.6 的Tris缓冲溶液中得到多巴胺水溶液。在所述碳纳米管层10的表面形成所述聚多巴胺层20可通过将所述多巴胺水溶液涂敷所述碳纳米管层10的一个表面，并静置一段时间得到。可选择地，在所述碳纳米管层10的两表面上均涂敷所述多巴胺水溶液，从而在所述碳纳米管层10的两表面上均形成所述聚多巴胺层20。本实施例中，所述聚多巴胺层20形成于所述碳纳米管层 10的一个表面上。涂敷所述碳纳米管层10的表面的所述多巴胺水溶液暴露于空气中，所述多巴胺水溶液中的多个聚多巴胺纳米颗粒与氧气发生自聚合反应形成所述聚多巴胺层20。具体地，所述聚多巴胺层20包括多个聚多巴胺纳米颗粒，所述多个聚多巴胺纳米颗粒均匀地聚集在所述碳纳米管层10 中的碳纳米管的表面。进一步，将表面生成所述聚多巴胺层20的碳纳米管层10用超纯水充分洗涤以除去未反应或未牢固吸附的单体。
在步骤S3中，所述含有氨基的二氧化硅纳米颗粒悬浮液可通过以下步骤实现：将2.1g二氧化硅纳米颗粒分散在30mL超纯水中超声处理30分钟得到二氧化硅纳米颗粒悬浮液；将2.1g的3-氨基丙基-三甲氧基硅烷滴加到 24mL的超纯水中得到硅烷溶液；将二氧化硅纳米颗粒悬浮液和硅烷溶液混合，并将混合物的pH值通过0.1M盐酸溶液调节至5；将混合物在70摄氏度下加热并以700rpm的转速搅拌24小时得到。进一步，再将混合物放入超纯水中进行渗析48小时，以去除未反应的单体。
在所述聚多巴胺层20远离所述碳纳米管层10的表面上形成所述二氧化硅层30可通过将所述碳纳米管层10置于所述含有氨基的二氧化硅纳米颗粒悬浮液中静置一段时间得到。其中，静置时间可根据需要选择。在一些实施例中，当所述碳纳米管层10的两表面上均涂敷所述聚多巴胺层20时，将涂敷有聚多巴胺层的碳纳米管层10置于所述含有氨基的二氧化硅纳米颗粒悬浮液中时，所述碳纳米管层10的两侧的聚多巴胺层20的表面也可各形成一二氧化硅层30。本实施例中，将一个表面形成有聚多巴胺层20的碳纳米管层10置于该含有氨基的二氧化硅纳米颗粒悬浮液中静置12小时得到所述二氧化硅层30，且所述含有氨基的二氧化硅纳米颗粒悬浮液的pH值保持为7。所述二氧化硅层30包括多个含有氨基的二氧化硅纳米颗粒。所述多个含有氨基的二氧化硅纳米颗粒通过迈克尔加成反应接枝在所述聚多巴胺层20中的聚多巴胺纳米颗粒上，从而在所述聚多巴胺层20的表面上形成所述二氧化硅层30。
请参阅图3，本发明实施例提供一种采用上述方法制备的超亲水性碳纳米管复合膜100，包括一碳纳米管层10、一聚多巴胺层20及一二氧化硅层 30。所述聚多巴胺层20设置在所述碳纳米管层10的表面。所述二氧化硅层 30设置在所述聚多巴胺层20远离所述碳纳米管层10的表面。所述碳纳米管层10包括多个碳纳米管，所述碳纳米管层10包括两个相对的表面。所述聚多巴胺层20包括多个聚多巴胺纳米颗粒，所述多个聚多巴胺纳米颗粒位于所述多个碳纳米管的表面。所述二氧化硅层30包括多个含有氨基的二氧化硅纳米颗粒。所述多个含有氨基的二氧化硅纳米颗粒接枝在所述聚多巴胺层 20的表面。所述超亲水性碳纳米管复合膜100包括多个微孔，该多个微孔是由所述多个碳纳米管、多个聚多巴胺纳米颗粒及多个含有氨基的二氧化硅纳米颗粒构成。
所述碳纳米管层10包括多个碳纳米管，所述多个碳纳米管形成层状结构。优选地，所述碳纳米管层10包括至少两层重叠且交叉设置的碳纳米管薄膜从而形成多孔结构。所述碳纳米管层10的孔径范围为10纳米至600纳米。优选地，所述碳纳米管层10的孔径范围为50纳米至500纳米。所述碳纳米管薄膜包括多个碳纳米管通过范德华力相互连接形成。所述多个碳纳米管的延伸方向相同且平行于所述碳纳米管薄膜的表面。所述碳纳米管薄膜包括多条碳纳米管线，每条碳纳米管线的长度延伸贯穿所述碳纳米管薄膜的相对的两边界且包括多个碳纳米管。在所述碳纳米管薄膜包括多个碳纳米管线时，该多个碳纳米管线相互平行且间隔设置。当多层碳纳米管薄膜重叠交叉设置时，多层碳纳米管薄膜形成多个孔隙。因此，碳纳米管层包括多个孔隙。本实施例中，所述碳纳米管薄膜为超顺排碳纳米管膜。进一步，所述碳纳米管层10可为一自支撑结构。所谓自支撑结构是指该碳纳米管结构无需通过一支撑体支撑，也能保持自身特定的形状。该自支撑结构中的多个碳纳米管通过范德华力相互吸引，从而使碳纳米管结构具有特定的形状。所述碳纳米管包括单壁碳纳米管、双壁碳纳米管及多壁碳纳米管中的一种或多种。所述单壁碳纳米管的直径为0.5纳米～10纳米，双壁碳纳米管的直径为1.0纳米～ 15纳米，多壁碳纳米管的直径为1.5纳米～50纳米。请参阅图2，(a)为所述碳纳米管层10的扫描电镜图，从所述碳纳米管层10的扫描电镜图可以看出，所述碳纳米管层10中多层碳纳米管薄膜垂直交叉堆叠形成多孔结构。本实施例中，所述碳纳米管层10包括100层碳纳米管薄膜，该100层碳纳米管薄膜垂直交叉堆叠。
所述聚多巴胺层20设置在所述碳纳米管层10的表面。所述聚多巴胺层 20中多个聚多巴胺纳米颗粒粘附于所述碳纳米管层10的两个相对的表面的至少一表面。进一步，所述聚多巴胺层20设置在所述碳纳米管层10的两表面上。具体地，该多个聚多巴胺纳米颗粒具有粘性，可粘附于所述碳纳米管层10中每个碳纳米管的表面上。所述聚多巴胺纳米颗粒为球形颗粒。每个聚多巴胺纳米颗粒的直径范围为20纳米至30纳米。请参阅图2，从(b)中可以看出，所述多个聚多巴胺纳米颗粒均匀地聚集在所述碳纳米管层10的表面，形成具有微/纳米结构的粗糙层，且表面粘附有聚多巴胺纳米颗粒的碳纳米管层10的表面粗糙度大于表面没有粘附聚多巴胺纳米颗粒的碳纳米管层10的粗糙度。
所述二氧化硅层30设置在所述聚多巴胺层20远离所述碳纳米管层10 的表面。进一步，当所述聚多巴胺层20设置在所述碳纳米管层10的两表面上时，所述二氧化硅层30设置在每个聚多巴胺层20远离所述碳纳米管层10 的表面。所述多个含有氨基的二氧化硅纳米颗粒接枝在所述聚多巴胺层20 的表面，具体地，含有氨基的二氧化硅纳米颗粒与所述聚多巴胺层20通过迈克尔加成反应/席夫碱反应进行功能化处理，从而使得含有氨基的二氧化硅纳米颗粒接枝在所述聚多巴胺层20的表面。具体地，所述多个含有氨基的二氧化硅纳米颗粒接枝在所述多个聚多巴胺纳米颗粒上。所述含有氨基的二氧化硅纳米颗粒的直径范围为10纳米至20纳米。请参阅图2，从(c)中可以看出，所述含有氨基的二氧化硅纳米颗粒的体积小于聚多巴胺纳米颗粒，因此，所述二氧化硅层30和所述聚多巴胺层20在所述碳纳米管层10 的表面上，构成了分层的纳米颗粒结构，且外层的二氧化硅纳米颗粒上连接有氨基，形成一种空间三维微纳结构，这种空间三维微纳结构可导致水或空气被困住，从而增强膜表面的超湿性以及防止油浸和粘附。由于所述多个聚多巴胺纳米颗粒和多个含有氨基的二氧化硅纳米颗粒覆盖在所述碳纳米管层10上，遮挡了所述碳纳米管层10的孔隙的部分空间，因此，所述超亲水性碳纳米管复合膜100的微孔略小于所述碳纳米管层10的孔隙。
为了验证本发明提供的超亲水性碳纳米管复合膜100的亲水性、油水分离性和防污性能情况，在此采用原始碳纳米管膜作为对比例进行比对说明。所述原始碳纳米管膜是指没有经过改性的碳纳米管薄膜。请一并参阅图4和图5，从水滴在原始碳纳米管膜和超亲水性碳纳米管复合膜100的动态扩散和渗透过程的亲水性可以看出，水滴在原始碳纳米管膜的表面保持球形，水对原始碳纳米管膜的接触角为121.8度，且在很长时间内几乎保持不变，这说明原始碳纳米管膜具有疏水性；相反，当相同体积的水滴落在超亲水性碳纳米管复合膜100的表面时，水的扩散速度很快，水对超亲水性碳纳米管复合膜100的接触角在1秒内降至为零，这表面所述超亲水性碳纳米管复合膜100具有超亲水性。这是由于所述超亲水性碳纳米管复合膜100 的表面接枝了大量亲水性的聚多巴胺纳米颗粒和含有氨基的二氧化硅纳米颗粒，可以提高表面能，使膜表现出较大的亲水性，同时，由于聚多巴胺纳米颗粒和含有氨基的二氧化硅纳米颗粒形成的分层粗糙结构加大了膜表面的粗糙度，从而大大提高了膜的亲水性，使所述超亲水性碳纳米管复合膜100表现为超亲水性。请参阅图6，从所述原始碳纳米管膜和超亲水性碳纳米管复合膜100对水和油(水下)的静态接触角比较图可以看出，所述原始碳纳米管膜具有疏水性和水下疏油性，而经过改性后的超亲水性碳纳米管复合膜100变为超亲水性，而且在水下的油接触角为155度，达到水下超疏油性。请参阅图7，从所述超亲水性碳纳米管复合膜100的水下驱油性能评估图可以看出，水下的油滴与膜表面的接触过程经历弱接触、强接触、提离、提离，接触时油滴发生明显变形，再将油滴从膜表面移开。在整个过程中，即使油滴与膜表面紧密接触，油滴也不会黏附在表面上。上述动态粘附行为表明所述超亲水性碳纳米管复合膜100具有优异的低粘附性，这也说明所述超亲水性碳纳米管复合膜100在分离油/水混合物或乳化液时具有超强的防积垢性能。
为了进一步验证所述超亲水性碳纳米管复合膜100的超疏油性和粘附性，采用苏丹III染色的氯仿进行水下的油滑行为。请参阅图8，红色油滴粘附在所述原始碳纳米管膜上，并且长时间不移动；而红色油滴在所述超亲水性碳纳米管复合膜100的表面上时，可在不到1秒的时间内从膜的表面滑落。所述红色油滴在所述超亲水性碳纳米管复合膜100上的快速滚动，说明膜的超低附着力和水下超疏油性能。请参阅图9，将不溶于水的油滴置于具有微纳米结构的水下膜的表面上，形成油/水/固体三相界面，根据卡西模型方程：
cosθ’oil＝fcosθoil+f–1 (1)
其中，θoil为原始碳纳米管膜上的水下油接触角(132°)，而θ′oil为所述超亲水性碳纳米管复合膜100的水下油接触角(155°)，f是油滴与固体接触的面积与固体总表面积之比。将θoil和θ′oil带入方程，得到f＝0.056，这表明只有5.6％的固体表面积与油接触。这证明了引入的聚多巴胺纳米颗粒和二氧化硅纳米颗粒提高了所述超亲水性碳纳米管复合膜100的表面粗糙度，表面粗糙度的改善直接提高了所述超亲水性碳纳米管复合膜100的水下超疏油性能。
请参阅图10，A为所述原始碳纳米管膜和所述超亲水性碳纳米管复合膜100的水通量表征图，可以看出所述原始碳纳米管膜和所述超亲水性碳纳米管复合膜100均表现出大的水通量，与原始碳纳米管膜相比，所述超亲水性碳纳米管复合膜100的透水性没有降低很多，这与所述超亲水性碳纳米管复合膜100的亲水性增加有关，亲水性的增加可一定程度上抵消水通量的降低。B为所述原始碳纳米管膜和所述超亲水性碳纳米管复合膜100的对环氧乙烷溶液的截留率的比较图，可以看出所述超亲水性碳纳米管复合膜100的截留率高于所述原始碳纳米管膜的截留率，可达到90％，在此，所述超亲水性碳纳米管复合膜100的截留分子量为400-700kDa。这说明所述超亲水性碳纳米管复合膜100的孔径分布较窄，可以阻止较小的油滴，有利于油/水分离。
请参阅图11，采用所述超亲水性碳纳米管复合膜100进行油/水分离实验，其中，采用体积比为1:5的红色大豆油和蓝色水组成的混合物作为待分离溶液。具体地，如(a)至(c)所示，将红色大豆油和蓝色水短暂混合后，红色大豆油浮在上层，但下层水中仍含有一些油滴；蓝色水在负压下迅速渗透通过所述超亲水性碳纳米管复合膜100并收集在下面的瓶子中，红色大豆油则留在上面的瓶子中，最终下面的瓶子中没有可见的红色油滴，甚至在负压下水层中的那些小油滴也并没有渗透到膜中，这说明所述超亲水性碳纳米管复合膜100具有较高的油/水分离效率。在油/水分离过程中，油会被截留并滞留在混合物中，由于大豆油的密度低于水，因此可大大减少油与膜之间的接触面积。同时，由于所述超亲水性碳纳米管复合膜100具有的超亲水疏油性，可有助于在膜表面形成水合层，从而确保油尽可能少与膜表面接触。当分离完成后将所述超亲水性碳纳米管复合膜100浸入水中，由于所述超亲水性碳纳米管复合膜100的表面具有保护性水合层，并且对油性液体的亲和力很低，因此，所述超亲水性碳纳米管复合膜100具有巨大的自洁能力，可以防止油污。此外，在用水进行简单的物理清洗后，所述超亲水性碳纳米管复合膜100可以重复使用。
为了验证所述超亲水性碳纳米管复合膜100对于液滴尺寸较小的稳定的水包油乳剂的分离效率和长期防污性能，在此采用尺寸分布的平均直径为 5.375微米的油/水乳液滴作为实验乳液。请参阅图12，所述超亲水性碳纳米管复合膜100和原始碳纳米管膜对油/水乳液通量和水通量随过滤时间的变化曲线图，可以看出，最初所述原始碳纳米管膜的纯水通量高于所述超亲水性碳纳米管复合膜100，在第一个循环中，尽管所述原始碳纳米管膜和所述超亲水性碳纳米管复合膜100在结垢阶段均经历了通量的下降，但所述超亲水性碳纳米管复合膜100在1小时内逐渐下降至平稳状态，达到初始通量的63％。相比之下，所述原始碳纳米管膜的通量迅速减少，最终通量降低到原来的10％。这是由于所述原始碳纳米管膜和油之间的亲和力更高，油滴更易于粘附到膜的表面，从而阻塞多孔结构。同时，由于所述原始碳纳米管膜的疏水性，水难以维持高的渗透通量以渗透被油污染的膜。经过六、七个过滤循环后，所述原始碳纳米管膜几乎失去了过滤能力。然而，所述超亲水性碳纳米管复合膜100在整个十个循环的过滤过程中始终保持较高的渗透性，即使在最后一个过滤循环中，渗透性也略有降低，这也说明所述超亲水性碳纳米管复合膜100具有较高的抗积垢能力。请参阅图13，将使用后的所述超亲水性碳纳米管复合膜100和原始碳纳米管膜进行简单的物理清洁后，所述超亲水性碳纳米管复合膜100的水通量远高于所述原始碳纳米管膜，所述超亲水性碳纳米管复合膜100的水通量均大于70％，所述原始碳纳米管膜均小于40％。这说明所述超亲水性碳纳米管复合膜100表面的油污可轻松地物理去除，油的附着力极低。而所述原始碳纳米管膜的水通量没有增加而是减少了，这是由于膜内部的孔被油污污染严重堵塞，有效的孔道大大减少了。同时，由于膜的疏水性导致膜污染的不可逆性和膜渗透性的急剧下降。从图中还可以看出，所述超亲水性碳纳米管复合膜100和所述原始碳纳米管膜对油水乳液的分离效率均在99％以上，具有优异的油水分离能力。请参阅图14，所述超亲水性碳纳米管复合膜100和所述原始碳纳米管膜十个循环的滤液情况和分离效果，可以看出，所述原始碳纳米管膜的滤液体积远远小于所述超亲水性碳纳米管复合膜100的体积，这也说明所述超亲水性碳纳米管复合膜100的渗透通量远高于所述原始碳纳米管膜。
本发明提供的超亲水性碳纳米管复合膜及制备方法具有以下优点：由于采用亲水性的聚多巴胺纳米颗粒和含有氨基的二氧化硅纳米颗粒修饰碳纳米管膜，使得碳纳米管膜表现为亲水性；同时，由聚多巴胺纳米颗粒和含有氨基的二氧化硅纳米颗粒形成的空间微纳结构提高了碳纳米管膜表面的粗糙度，从而提高了膜的亲水性得到具备超亲水和水下超疏油的碳纳米管膜；制备方法简单，易操作。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内作其它变化，当然这些依据本发明精神所作的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种超亲水性碳纳米管复合膜，其特征在于，包括：
一碳纳米管层，该碳纳米管层包括多个碳纳米管并包括两个相对的表面；
一聚多巴胺层，所述聚多巴胺层设置在所述碳纳米管层的两个相对的表面的至少一表面，所述聚多巴胺层粘附于所述碳纳米管层上，所述聚多巴胺层包括多个聚多巴胺纳米颗粒，该多个聚多巴胺纳米颗粒位于所述多个碳纳米管的表面；
一二氧化硅层，所述二氧化硅层设置在所述聚多巴胺层远离所述碳纳米管层的表面，所述二氧化硅层包括多个含有氨基的二氧化硅纳米颗粒，所述多个含有氨基的二氧化硅纳米颗粒接枝在所述聚多巴胺层的表面。
2.如权利要求1所述的超亲水性碳纳米管复合膜，其特征在于，所述超亲水性碳纳米管复合膜包括多个微孔，该多个微孔由所述多个碳纳米管、多个聚多巴胺纳米颗粒及多个含有氨基的二氧化硅纳米颗粒构成。
3.如权利要求1所述的超亲水性碳纳米管复合膜，其特征在于，包括两层聚多巴胺层及两层二氧化硅层，所述两层聚多巴胺层分别设置于所述碳纳米管层的两个相对的表面上，所述两层二氧化硅层分别设置在每个聚多巴胺层远离所述碳纳米管层的表面。
4.如权利要求1所述的超亲水性碳纳米管复合膜，其特征在于，每个聚多巴胺纳米颗粒的直径范围为20纳米至30纳米，每个含有氨基的二氧化硅纳米颗粒的直径范围为10纳米至20纳米。
5.如权利要求1所述的超亲水性碳纳米管复合膜，其特征在于，所述多个含有氨基的二氧化硅纳米颗粒接枝在所述多个聚多巴胺纳米颗粒上。
6.如权利要求1所述的超亲水性碳纳米管复合膜，其特征在于，所述超亲水性碳纳米管复合膜的截留分子量为400-700kDa。
7.一种超亲水性碳纳米管复合膜的制备方法，包括以下步骤：
提供至少两层叠且交叉设置的碳纳米管初级膜，对所述至少两层叠且交叉设置的碳纳米管初级膜进行致密化处理得到一碳纳米管层，所述碳纳米管层包括两个相对的表面；
提供一多巴胺水溶液，将所述多巴胺水溶液涂覆所述碳纳米管层的至少一表面形成一聚多巴胺层，所述聚多巴胺层粘附于所述碳纳米管层上；
提供一含有氨基的二氧化硅纳米颗粒悬浮液，将表面形成有聚多巴胺层的碳纳米管层置于该含有氨基的二氧化硅纳米颗粒悬浮液中静置，在所述聚多巴胺层远离所述碳纳米管层的表面上形成一二氧化硅层。
8.如权利要求7所述的超亲水性碳纳米管复合膜的制备方法，其特征在于，所述聚多巴胺层的形成方法包括：将所述多巴胺水溶液涂敷所述碳纳米管层的至少一表面，所述多巴胺水溶液与氧气发生自聚合反应形成所述聚多巴胺层。
9.如权利要求7所述的超亲水性碳纳米管复合膜的制备方法，其特征在于，所述含有氨基的二氧化硅纳米颗粒悬浮液的制备方法包括：
将二氧化硅纳米颗粒分散在超纯水中超声处理得到二氧化硅纳米颗粒悬浮液；
将3-氨基丙基-三甲氧基硅烷滴加到超纯水中得到硅烷溶液；
将二氧化硅纳米颗粒悬浮液和硅烷溶液混合，并将混合物的pH值通过盐酸溶液调节至5；
将混合物加热并搅拌。
10.如权利要求7所述的超亲水性碳纳米管复合膜的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅层通过迈克尔加成反应接枝在所述聚多巴胺层。
CN202010576949.1A 2020-06-22 2020-06-22 超亲水性碳纳米管复合膜及其制备方法 Active CN113893705B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010576949.1A CN113893705B (zh) 2020-06-22 2020-06-22 超亲水性碳纳米管复合膜及其制备方法
TW109122684A TWI735278B (zh) 2020-06-22 2020-07-03 超親水性奈米碳管複合膜及其製備方法
US17/342,845 US11772973B2 (en) 2020-06-22 2021-06-09 Super-hydrophilic carbon nanotube composite film and method for making the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010576949.1A CN113893705B (zh) 2020-06-22 2020-06-22 超亲水性碳纳米管复合膜及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113893705A CN113893705A (zh) 2022-01-07
CN113893705B true CN113893705B (zh) 2022-09-13

Family

ID=78283480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010576949.1A Active CN113893705B (zh) 2020-06-22 2020-06-22 超亲水性碳纳米管复合膜及其制备方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11772973B2 (zh)
CN (1) CN113893705B (zh)
TW (1) TWI735278B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115109446A (zh) * 2022-08-16 2022-09-27 福建刺桐花涂料科技有限公司 一种自乳化的水性环氧涂料的制备工艺方法
CN116656193B (zh) * 2023-05-11 2024-05-07 东南大学 一种超亲水涂料及形成耐磨、耐煮超亲水涂层的方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101239712A (zh) * 2007-02-09 2008-08-13 清华大学 碳纳米管薄膜结构及其制备方法
CN102452646A (zh) * 2010-10-26 2012-05-16 清华大学 亲水性碳纳米管膜的制备方法
CN106178986A (zh) * 2016-07-06 2016-12-07 江苏大学 一种超亲水聚偏氟乙烯@多巴胺@二氧化硅复合材料的制备方法
CN106215723A (zh) * 2016-08-05 2016-12-14 浙江理工大学 一种超亲水型复合pvdf超滤膜的制备方法
WO2017210774A1 (en) * 2016-06-08 2017-12-14 The Governors Of The University Of Alberta Carbon nanotube membranes and methods of making and using same
CN107998908A (zh) * 2017-12-14 2018-05-08 北京林业大学 一种基于微纳基底的超亲水有机膜的制备方法
CN108159899A (zh) * 2017-12-28 2018-06-15 三明学院 Mtos改性二氧化硅填充pim-1复合膜及其制备方法
CN110038450A (zh) * 2019-04-22 2019-07-23 浙江工业大学 一种超亲水碳纳米管纳米多孔膜的制备方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7795175B2 (en) * 2006-08-10 2010-09-14 University Of Southern California Nano-structure supported solid regenerative polyamine and polyamine polyol absorbents for the separation of carbon dioxide from gas mixtures including the air
CN105013340A (zh) * 2014-11-01 2015-11-04 中国海洋大学 一种新型掺杂碳纳米管的双选择层复合膜制备方法
CN105879701B (zh) * 2016-05-06 2018-09-25 北京林业大学 一种二维纳米材料嵌层的新型复合正渗透膜及其制备方法
WO2018044675A1 (en) * 2016-08-29 2018-03-08 The Penn State Research Foundation Membrane surface activation to eliminate fouling and concentration polarization in water purification systems
CN107970788B (zh) * 2017-10-17 2020-06-09 江苏大学 选择性识别分离依诺沙星分子印迹复合膜材料的制备方法
CN110339726B (zh) * 2019-07-10 2021-09-07 浙江海印数码科技有限公司 一种聚苯乙烯微球/碳纳米管复合修饰的杂化聚醚砜纳滤膜及其制备方法、应用

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101239712A (zh) * 2007-02-09 2008-08-13 清华大学 碳纳米管薄膜结构及其制备方法
CN102452646A (zh) * 2010-10-26 2012-05-16 清华大学 亲水性碳纳米管膜的制备方法
WO2017210774A1 (en) * 2016-06-08 2017-12-14 The Governors Of The University Of Alberta Carbon nanotube membranes and methods of making and using same
CN106178986A (zh) * 2016-07-06 2016-12-07 江苏大学 一种超亲水聚偏氟乙烯@多巴胺@二氧化硅复合材料的制备方法
CN106215723A (zh) * 2016-08-05 2016-12-14 浙江理工大学 一种超亲水型复合pvdf超滤膜的制备方法
CN107998908A (zh) * 2017-12-14 2018-05-08 北京林业大学 一种基于微纳基底的超亲水有机膜的制备方法
CN108159899A (zh) * 2017-12-28 2018-06-15 三明学院 Mtos改性二氧化硅填充pim-1复合膜及其制备方法
CN110038450A (zh) * 2019-04-22 2019-07-23 浙江工业大学 一种超亲水碳纳米管纳米多孔膜的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Jiuyun Cui等.《Bio-inspired fabrication of superhydrophilic nanocomposite membrane》.《Separation and Purification Technology》.2019,第209卷第434-442页. *

Also Published As

Publication number Publication date
TWI735278B (zh) 2021-08-01
US20210395089A1 (en) 2021-12-23
CN113893705A (zh) 2022-01-07
US11772973B2 (en) 2023-10-03
TW202200258A (zh) 2022-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Su et al. Recent progress in electrospun nanofibrous membranes for oil/water separation
Rasouli et al. Superhydrophobic and superoleophilic membranes for oil-water separation application: A comprehensive review
Cheng et al. Constructing scalable superhydrophobic membranes for ultrafast water–oil separation
Ge et al. Rational design of materials interface at nanoscale towards intelligent oil–water separation
Ikhsan et al. Superwetting materials for hydrophilic-oleophobic membrane in oily wastewater treatment
Zuo et al. Janus polyvinylidene fluoride membranes fabricated with thermally induced phase separation and spray-coating technique for the separations of both W/O and O/W emulsions
Al-Anzi et al. Recent developments of carbon based nanomaterials and membranes for oily wastewater treatment
Zhang et al. Superhydrophilicity and underwater superoleophobicity TiO2/Al2O3 composite membrane with ultra low oil adhesion for highly efficient oil-in-water emulsions separation
Gupta et al. Oil/water separation techniques: a review of recent progresses and future directions
Brown et al. Designing bioinspired superoleophobic surfaces
Yin et al. A durable mesh decorated with polydopamine/graphene oxide for highly efficient oil/water mixture separation
Zhu et al. Dual-biomimetic superwetting silica nanofibrous membrane for oily water purification
Cai et al. Design, development, and outlook of superwettability membranes in oil/water emulsions separation
Zhang et al. Robust and durable superhydrophobic polyurethane sponge for oil/water separation
CN113893705B (zh) 超亲水性碳纳米管复合膜及其制备方法
Cheng et al. Dual superlyophobic aliphatic polyketone membranes for highly efficient emulsified oil–water separation: performance and mechanism
Deng et al. Efficient oil/water separation by a durable underwater superoleophobic mesh membrane with TiO2 coating via biomineralization
Zuo et al. A superwetting stainless steel mesh with Janus surface charges for efficient emulsion separation
JP2017519619A (ja) 酸焼結相互接続シリカナノ粒子の３次元多孔質ネットワークを有するミクロ多孔質物品及びその製造方法
You et al. Facile fabrication of superhydrophilic and underwater superoleophobic chitosan–polyvinyl alcohol-TiO 2 coated copper mesh for efficient oil/water separation
Sutar et al. Efficient separation of oil-water emulsions: competent design of superwetting materials for practical applications
Zhang et al. Fouling-resistant membranes for separation of oil-in-water emulsions
Chen et al. Superhydrophobic copper foam bed with extended permeation channels for water-in-oil emulsion separation with high efficiency and flux
Yang et al. A facile, clean construction of biphilic surface on filter paper via atmospheric air plasma for highly efficient separation of water-in-oil emulsions
Panickar et al. Highly efficient amorphous carbon sphere-based superhydrophobic and superoleophilic sponges for oil/water separation

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant