一种复合纳滤膜及其制备方法与应用

本申请涉及膜分离，尤其是涉及一种复合纳滤膜及其制备方法与应用。

背景技术：

1、目前全球人类所面临的最大生存挑战就是水资源的短缺，解决水体污染是缓解水资源短缺的关键之处。新兴的膜分离技术在处理染料废水、有机废水、含油废水的过程中具有高效节能的优势。

2、作为应用最多的聚合物膜虽然在分离过程具有良好的性能，但是在苛刻的环境下聚合物膜极易被损坏因此破坏分离性能。作为碳基膜的二维层状氧化石墨烯膜因其稳定的结构和层状的水传输通道成为了受欢迎的对象。但是传统的氧化石墨烯膜分子分离过程过于单一，并且易受到污染物质的污染造成渗透性能下降，缩减了膜的使用寿命。

技术实现思路

1、鉴于背景技术中存在的问题，本申请提供一种复合纳滤膜及其制备方法与应用，该复合纳滤膜的制备方法操作简单、反应条件低碳环保，所制得的复合纳滤膜的通量得到显著提升。

2、根据本发明的第一个方面，提供一种复合纳滤膜的制备方法，包括以下步骤：制备光响应分子团聚体；将光响应分子团聚体加入氧化石墨烯溶液中，得到混合均匀的光响应分子团聚体/氧化石墨烯混合溶液；通过真空抽滤法将光响应分子团聚体/氧化石墨烯混合溶液抽滤到基底膜表面，利用光响应分子团聚体与氧化石墨烯之间的螯合作用和氢键作用形成结构均匀的复合纳滤膜。

3、在本发明的一些实施方式中，所述光响应分子团聚体的制备包括：将光响应分子材料溶解于良性溶剂中，得到光响应分子良性溶剂溶液；将光响应分子良性溶剂溶液加入到离心管中，在离心管中加入不良溶剂，形成光响应分子团聚体。

4、在本发明的一些实施方式中，所述光响应分子材料为n-羟乙基-3,3-二甲基-6-硝基吲哚啉螺吡喃。

5、在本发明的一些实施方式中，所述良性溶剂为甲醇，所述不良溶剂为去离子水。

6、在本发明的一些实施方式中，得到所述光响应分子良性溶剂溶液后，首先对所述光响应分子甲醇溶液进行暗处理或者光照处理。

7、在本发明的一些实施方式中，将光响应分子团聚体加入氧化石墨烯溶液中后，进行超声处理，得到均匀分散的光响应分子团聚体/氧化石墨烯混合溶液；所述超声处理的时间为1-2min。

8、在本发明的一些实施方式中，所述光响应分子团聚体/氧化石墨烯混合溶液中，光响应分子材料与氧化石墨烯的质量比为0.5-10:1。

9、在本发明的一些实施方式中，所述基底膜采用醋酸纤维素膜、尼龙膜、聚四氟乙烯膜中的一种。

10、根据本发明的第二个方面，提供一种复合纳滤膜，所述复合纳滤膜根据上述的制备方法制备得到。

11、根据本发明的第三个方面，提供了上述的制备方法制备的复合纳滤膜在水体净化中的应用。

12、与现有技术相比，本发明达到了以下技术效果：

13、1.本发明通过将光响应分子与氧化石墨烯结合构建了一种光响应的氧化石墨烯膜，并且首次引入分子团聚体用于光响应膜的构建，相比于其他化学合成的响应聚合物，分子团聚体合成过程更温和环保。

14、2.本发明提供的复合纳滤膜制备方法是通过真空抽滤法即可快速制备得到，膜的制备工艺简单、无需大量有机溶剂、成本低廉，可应用于大批量的工业生产。

15、3.gp光响应膜具有主动和被动协同抗污的优异性能。

技术特征：

1.一种复合纳滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的复合纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述光响应分子团聚体的制备包括：

3.根据权利要求2所述的复合纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述光响应分子材料为n-羟乙基-3,3-二甲基-6-硝基吲哚啉螺吡喃。

4.根据权利要求2所述的复合纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述良性溶剂为甲醇，所述不良溶剂为去离子水。

5.根据权利要求2所述的复合纳滤膜的制备方法，其特征在于，得到所述光响应分子良性溶剂溶液后，首先对所述光响应分子甲醇溶液进行暗处理或者光照处理。

6.根据权利要求1所述的复合纳滤膜的制备方法，其特征在于，将光响应分子团聚体加入氧化石墨烯溶液中后，进行超声处理，得到均匀分散的光响应分子团聚体/氧化石墨烯混合溶液；

7.根据权利要求1所述的复合纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述光响应分子团聚体/氧化石墨烯混合溶液中，光响应分子材料与氧化石墨烯的质量比为0.5-10:1。

8.根据权利要求1所述的复合纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述基底膜采用醋酸纤维素膜、尼龙膜、聚四氟乙烯膜中的一种。

9.一种复合纳滤膜，其特征在于，所述复合纳滤膜根据权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到。

10.权利要求1-8任一项所述的制备方法制备的复合纳滤膜在水体净化中的应用。

技术总结
本申请涉及膜分离技术领域的一种复合纳滤膜及其制备方法与应用，复合纳滤膜的制备方法包括：制备光响应分子团聚体；将光响应分子团聚体加入氧化石墨烯溶液中，得到混合均匀的光响应分子团聚体/氧化石墨烯混合溶液；通过真空抽滤法将光响应分子团聚体/氧化石墨烯混合溶液抽滤到基底膜表面，利用光响应分子团聚体与氧化石墨烯之间的螯合作用和氢键作用形成结构均匀的复合纳滤膜。本申请的复合纳滤膜的制备方法操作简单、反应条件低碳环保，所制得的复合纳滤膜的通量得到显著提升。

技术研发人员：陈成,王博亚,费铃雅,申利国,林红军
受保护的技术使用者：浙江师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16