一种涡旋氧化石墨烯净水膜的制备方法

1.本发明涉及精密分离技术领域，更具体的是涉及一种涡旋氧化石墨烯净水膜的制备方法技术领域。


背景技术：

2.二维碳基纳米材料氧化石墨烯(go)由于其具有较大的比表面积和优异的机械强度、层间可控、选择性筛分以及表面含氧基团多等特点，这使得它在分离领域受到了广泛的研究应用。而现有的氧化石墨烯膜已广泛应用在了海水淡化、污水处理、离子分离和纳滤等分离分析领域。但是，氧化石墨烯膜在实际应用过程中，难以做到选择性及透过量同时增大，并且氧化石墨烯在水中的溶胀作用，也导致了其透过量低下。所以发展高通量稳定性好的氧化石墨烯膜是现研究人员致力的方向。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于：为了解决上述技术问题，本发明提供一种涡旋氧化石墨烯净水膜的制备方法。
4.本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
5.一种涡旋氧化石墨烯净水膜的制备方法，包括如下步骤：
6.s1.配制一定浓度(按所需情况而定)的氧化石墨烯水悬浮液超声30min，直到溶液均匀分散后取出备用；
7.s2.改装机械搅拌仪器，使用钻头替换叶片搅拌桨，搭设好机械搅拌及沙星抽滤装置；
8.s3.打开机械搅拌的同时，将一定体积(按所需情况而定)分散好的石墨烯溶液，加入到沙星漏斗中；
9.s4.机械搅拌的过程中，在聚偏氟乙烯微孔膜基底上抽滤成膜；
10.s5.待膜完全抽滤结束后，将膜取下，烘干，制备成涡旋氧化石墨烯膜。
11.2.根据权利要求1所述的一种涡旋氧化石墨烯净水膜的制备方法，其特征在于，所述s3中可以通过改变机械搅拌的速度，能够形成层间距可控的涡旋氧化石墨烯膜。
12.本发明的有益效果如下：
13.本方法装置简易，绿色无污染，不需要复杂的反应过程和严苛的反应条件，成本低，具有大规模应用的潜力，同时该膜在水净化方向具有非常广泛的应用前景。
附图说明
14.图1是本发明制备的涡旋氧化石墨烯膜示意图；
15.图2是本发明不同搅拌速度下涡旋氧化石墨烯膜的照片及结构表征，其中a为不同转速下的涡旋氧化石墨烯照片，b为xrd分析，c为xps全谱分析图；
16.图3是本发明的涡旋氧化石墨烯膜的水通量(a)及离子截留率(b)；
具体实施方式
17.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
18.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.实施例1
20.如图1到3所示，本实施例提供。
21.具体步骤
22.1.首先改装的机械搅拌仪器，使用钻头替换叶片搅拌桨，搭设好机械搅拌及沙星抽滤装置。
23.2.打开机械搅拌，设置转速为400r/min，同时，将一定体积(按所需情况而定)分散好的石墨烯溶液，加入到沙星漏斗中，使其在机械搅拌的过程中，沉积在聚偏氟乙烯微孔膜基底上抽滤成膜。
24.3.待膜完全抽滤结束后，将膜取下，烘干，制备成涡旋氧化石墨烯膜。
25.实施例2
26.具体步骤
27.1.首先改装的机械搅拌仪器，使用钻头替换叶片搅拌桨，搭设好机械搅拌及沙星抽滤装置。
28.2.打开机械搅拌，设置转速为800r/min，同时，将一定体积(按所需情况而定)分散好的石墨烯溶液，加入到沙星漏斗中，使其在机械搅拌的过程中，沉积在聚偏氟乙烯微孔膜基底上抽滤成膜。
29.3.待膜完全抽滤结束后，将膜取下，烘干，制备成涡旋氧化石墨烯膜。
30.实施例3
31.具体步骤
32.1.首先改装的机械搅拌仪器，使用钻头替换叶片搅拌桨，搭设好机械搅拌及沙星抽滤装置。
33.2.打开机械搅拌，设置转速为1600r/min，同时，将一定体积(按所需情况而定)分散好的石墨烯溶液，加入到沙星漏斗中，使其在机械搅拌的过程中，沉积在聚偏氟乙烯微孔膜基底上抽滤成膜。
34.3.待膜完全抽滤结束后，将膜取下，烘干，制备成涡旋氧化石墨烯膜。
35.实施例4
36.具体步骤
37.1.首先改装的机械搅拌仪器，使用钻头替换叶片搅拌桨，搭设好机械搅拌及沙星抽滤装置。
38.2.打开机械搅拌，设置转速为2400r/min，同时，将一定体积(按所需情况而定)分
散好的石墨烯溶液，加入到沙星漏斗中，使其在机械搅拌的过程中，沉积在聚偏氟乙烯微孔膜基底上抽滤成膜。
39.3.待膜完全抽滤结束后，将膜取下，烘干，制备成涡旋氧化石墨烯膜。
40.实施例1-4中的大部分实验参数，以机械搅拌转速为因变量，可以通过照片及xrd、xps表征如图2所示，观察到转速对膜形貌及层间距的影响。
41.表面形貌及晶体表征：在不同转速下，制备出的涡旋氧化石墨烯膜，膜形貌上显现出不一样的色彩光环，且随着转速的增大，光环增多，色彩更为丰富。xrd表征看出随着转速的增大，涡旋氧化石墨烯膜的层间距呈现减小趋势，但在xps中，我们发现随着转速的增大，膜中的含氧量在逐渐增大，这与制备过程中co2的作用有一定的关联。使用该膜进行水通量测试发现，转速增大，水通量增大，且最终呈2倍增加。对na的截留率也随转速增大，呈现增长趋势，且高达98％。
42.本方法装置简易，绿色无污染，不需要复杂的反应过程和严苛的反应条件，成本低，具有大规模应用的潜力，同时该膜在水净化方向具有非常广泛的应用前景。


技术特征：
1.一种涡旋氧化石墨烯净水膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：s1.配制一定浓度的氧化石墨烯水悬浮液超声30min，直到溶液均匀分散后取出备用；s2.改装机械搅拌仪器，使用钻头替换叶片搅拌桨，搭设好机械搅拌及沙星抽滤装置；s3.打开机械搅拌的同时，将一定体积分散好的氧化石墨烯溶液，加入到沙星漏斗中；s4.机械搅拌的过程中，在聚偏氟乙烯微孔膜基底上抽滤成膜；s5.待膜完全抽滤结束后，将膜取下，烘干，制备成涡旋氧化石墨烯膜。2.根据权利要求1所述的一种涡旋氧化石墨烯净水膜的制备方法，其特征在于，所述s3中可以通过改变机械搅拌的速度，能够形成层间距可控的涡旋氧化石墨烯膜。

技术总结
本发明公开了一种涡旋氧化石墨烯净水膜的制备方法，涉及精密分离技术领域，解决现有透过量低下的技术问题，包括如下步骤：S1.配制一定浓度的氧化石墨烯水悬浮液超声30min，直到溶液均匀分散后取出备用；S2.改装机械搅拌仪器，使用钻头替换叶片搅拌桨，搭设好机械搅拌及沙星抽滤装置；S3.打开机械搅拌的同时，将一定体积分散好的石墨烯溶液，加入到沙星漏斗中；S4.机械搅拌的过程中，在聚偏氟乙烯微孔膜基底上抽滤成膜；S5.待膜完全抽滤结束后，将膜取下，烘干，制备成涡旋氧化石墨烯膜；本发明装置简易，绿色无污染，不需要复杂的反应过程和严苛的反应条件，成本低，具有大规模应用的潜力，同时该膜在水净化方向具有非常广泛的应用前景。前景。前景。


技术研发人员：李湛 刘天琦 张鑫 陈熙萌
受保护的技术使用者：兰州大学
技术研发日：2021.11.18
技术公布日：2022/4/8