[发明专利]官能化单层石墨烯基薄膜复合材料及其制造方法

权利要求书

1.一种官能化单层石墨烯基薄膜复合材料，其由用胺和酸官能团官能化的第一组分和与所述第一组分形成酰胺键的至少具有-COCl官能团的第二组分组成以在所述薄膜复合材料中形成多个水通道，

其中所述第一组分和第二组分各自是用相应的官能团官能化的石墨烯，且所述石墨烯选自剥离的石墨烯纳米片、原始石墨烯、石墨烯纳米片、官能化石墨烯和化学转化的石墨烯；以及

其中所述第二组分是酰氯改性石墨烯。

2.如权利要求1所述的官能化单层石墨烯基薄膜复合材料，其中，所述多个水通道具有0.001至100nm的平均直径。

3.如权利要求2所述的官能化单层石墨烯基薄膜复合材料，其中，所述多个水通道具有0.01至20nm的平均直径。

4.一种石墨烯基薄膜复合膜，其包括：

(a)多孔基材；和

(b)官能化单层石墨烯基薄膜复合材料，其由用胺和酸官能团官能化的第一组分和与所述第一组分形成酰胺键的至少具有-COCl官能团的第二组分组成以在所述薄膜复合材料中形成多个水通道，

其中所述第一组分和第二组分各自是用相应的官能团官能化的石墨烯，且所述石墨烯选自剥离的石墨烯纳米片、原始石墨烯、石墨烯纳米片、官能化石墨烯和化学转化的石墨烯；以及

其中所述第二组分是酰氯改性石墨烯。

5.如权利要求4所述的石墨烯基薄膜复合膜，其中，所述多个水通道具有0.001至100nm的平均直径。

6.如权利要求5所述的石墨烯基薄膜复合膜，其中，所述多个水通道具有0.01至20nm的平均直径。

7.如权利要求4所述的石墨烯基薄膜复合膜，其中，所述多孔基材是由选自聚砜、乙酸纤维素、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚偏二氟乙烯、硝酸纤维素、聚醚砜和聚丙烯腈的材料制成的超滤膜或微滤膜。

8.如权利要求4所述的石墨烯基薄膜复合膜，其中，所述官能化单层石墨烯基薄膜复合材料具有2nm至2,000nm的厚度。

9.一种制造官能化单层石墨烯基薄膜复合膜的方法，所述方法包括：

(i)用胺和酸官能团官能化的第一组分预处理多孔基材膜的表面；

(ii)干燥经预处理的多孔基材膜；和

(iii)将所述经预处理的多孔基材膜与至少具有-COCl官能团的第二组分相接触，所述第二组分与沉积在多孔基材表面上的第一组分形成酰胺键，从而在所述多孔基材上形成具有多个水通道的薄膜复合层，

其中所述第一组分和第二组分各自是用相应的官能团官能化的石墨烯，且所述石墨烯选自剥离的石墨烯纳米片、原始石墨烯、石墨烯纳米片、官能化石墨烯和化学转化的石墨烯；以及

其中所述第二组分是酰氯改性石墨烯。

10. 如权利要求9所述的方法，其包括：

从所述多孔基材膜去除多余的第一和第二组分；和

热固化所述多孔基材膜。

11.如权利要求9所述的方法，其中，其中所述接触步骤进行0.5至5分钟。

12.如权利要求10所述的方法，其中，通过用乙醇洗涤所述多孔基材膜，将多余的第一和第二组分从多孔基材膜上除去。

13.如权利要求9所述的方法，其中，所述多个水通道具有0.001至100nm的平均直径。

14.如权利要求13所述的方法，其中，所述多个水通道具有0.01至20nm的平均直径。

15.如权利要求4所述的石墨烯基薄膜复合膜，其中，所述石墨烯基薄膜复合膜是中空纤维膜或平面膜中的一种。

16.如权利要求9所述的方法，其中，所述石墨烯基薄膜复合膜是中空纤维膜或平面膜中的一种。