[发明专利]一种海水淡化微纳米膜材料、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种海水淡化微纳米膜材料的制备方法，其特征在于包括：

将碳基材料分散于第一液相体系中形成碳基材料分散液，所述碳基材料分散液的浓度为0.1～2mg/ml；

采用喷涂和蠕动注射结合的方法将所述碳基材料分散液转移至第二液相体系液面上，抽液除去多余的第一液相体系，之后进行毛细挤压，形成碳基材料薄膜层，其中，所述喷涂的速率为25～50 mL/min；所述蠕动注射的速率为1～4 mL/min，抽液速度为1～3 mL/min；所述毛细挤压的毛细力为1.5～5.5 N；

将所述碳基材料薄膜层转移至纳米粒子溶液体系中，所述纳米粒子溶液体系的浓度为0.01～0.1mol/L，并进行蒸发沉积，所述蒸发沉积的温度为30～80℃，蒸发沉积的时间为0.5～3h，使多个纳米粒子沉积在所述碳基材料薄膜层上，形成碳基-纳米粒子杂化薄膜层；

以及，采用自上而下的毛细力辅助界面转移方法将所述碳基-纳米粒子杂化薄膜层转移至支撑层表面，从而获得所述海水淡化微纳米膜材料；

所述海水淡化微纳米膜材料具有分层结构，所述分层结构包括支撑层以及设置于所述支撑层上的碳基-纳米粒子杂化薄膜层，所述碳基-纳米粒子杂化薄膜层包括碳基材料薄膜层以及与所述碳基材料薄膜层复合的纳米粒子，所述碳基材料薄膜层的材质为碳基材料，所述碳基材料选自碳纳米管和/或氧化石墨烯，所述碳纳米管选自氨基化碳纳米管、羧基化碳纳米管、羟基化碳纳米管中的任意一种或两者以上的组合；所述氧化石墨烯选自羧基化氧化石墨烯和/或羟基化氧化石墨烯，所述碳纳米管与氧化石墨烯的质量比为1：4～4：1；所述纳米粒子选自二氧化钛、二氧化硅、氮化硅、氧化锌或石墨烯量子点中的任意一种或两种以上的组合，所述纳米粒子的尺寸为10～200nm；或者，所述纳米粒子选自二氧化钛-金复合纳米粒子和/或二氧化硅-金复合纳米粒子；

所述海水淡化微纳米膜材料在高温、高盐或强碱环境中浸泡24h后仍能够循环使用50次以上，所述高温环境的温度为50～150℃，所述高盐环境的盐浓度为0.1～10 mol/L，所述强碱环境为浓度为0.1～1 mol/L的氢氧化钠溶液；

所述海水淡化微纳米膜材料的抑菌性能在95%以上；

所述海水淡化微纳米膜材料的蒸发量在2.5～5.5 kg/m²/h以上。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述第一液相体系选自乙醇、丙三醇、乙二醇中的任意一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述第二液相体系选自乙醇和/或水。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述纳米粒子溶液体系包括纳米粒子和溶剂，所述溶剂选自乙醇、乙二醇、丙三醇、水中的任意一种或两种以上的组合。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述支撑层选自纸支撑层和/或泡沫支撑层。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述泡沫支撑层的材质选自聚苯乙烯泡沫、聚乙烯泡沫、酚醛泡沫或聚氨酯泡沫。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述泡沫支撑层的材质为聚氨酯泡沫。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述纸支撑层的平滑度为20～60s。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述纸支撑层的水分含量为2～8wt%。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述支撑层的面积为0.2～16.0m²，厚度为1μm～2cm。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述支撑层所含孔洞的孔径为100nm～2μm。