[发明专利]一种蛭石-MXene复合膜及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种蛭石‑MXene复合膜及其制备方法和应用。本发明的蛭石‑MXene复合膜的组成包括层叠贴合的多孔基膜和蛭石‑MXene复合层，蛭石‑MXene复合层的组成包括蛭石纳米片和MXene纳米片。本发明的蛭石‑MXene复合膜的制备方法包括以下步骤：将蛭石纳米片和MXene纳米片分散在溶剂中配制成涂膜液，再涂覆在多孔基膜表面，干燥，即得蛭石‑MXene复合膜。本发明的蛭石‑MXene复合膜具有超高的水通量、较高的选择性、良好的机械性能和稳定性、高的可重复利用次数，且其制备方法简单、能耗低、成本低、适用性广。

技术领域

本发明涉及纳滤膜技术领域，具体涉及一种蛭石-MXene复合膜及其制备方法和应用。

背景技术

分离过程是化学工业中十分重要的一环，以精馏为代表的传统分离方式面临着能耗高、效率低等问题，不仅会对环境造成严重影响，而且也不利于社会的可持续发展。纳滤膜分离技术由于具有耗能低、安全性高、占地面积小和清洁高效等优点，近几十年来受到了各国政府特别是发达国家的高度重视。然而，目前绝大部分纳滤膜是由有机高分子聚合物制成，存在污染物截留率低、膜机械性能差、能耗高、膜材料不耐氯等问题，难以完全满足水处理领域的实际应用需求。

因此，亟需开发一种水通量大、选择性高、机械性能和稳定性好、能耗低、可重复利用的分离膜。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蛭石-MXene复合膜及其制备方法和应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种蛭石-MXene复合膜，其组成包括层叠贴合的多孔基膜和蛭石-MXene复合层，蛭石-MXene复合层的组成包括蛭石纳米片和MXene纳米片。

优选的，所述多孔基膜为尼龙有机滤膜、混合纤维素酯膜、聚丙烯膜、聚醚砜膜、陶瓷膜、中空纤维膜中的一种。

进一步优选的，所述多孔基膜为尼龙有机滤膜。

优选的，所述多孔基膜的孔径为100nm～600nm。

优选的，所述蛭石纳米片、MXene纳米片的质量比为6:1～1:6。

进一步优选的，所述蛭石纳米片、MXene纳米片的质量比为1:1～1:6。

优选的，所述蛭石纳米片的横向尺寸为0.1μm～20μm。

优选的，所述MXene纳米片为Ti₃C₂-MXene纳米片、Ti₂C-MXene纳米片、Ti₄N₃-MXene纳米片、Ta₄C₃-MXene纳米片中的至少一种。

进一步优选的，所述MXene纳米片为Ti₃C₂T_x-MXene纳米片。

优选的，所述MXene纳米片的横向尺寸为0.1μm～20μm。

上述蛭石-MXene复合膜的制备方法包括以下步骤：将蛭石纳米片和MXene纳米片分散在溶剂中配制成涂膜液，再涂覆在多孔基膜表面，干燥，即得蛭石-MXene复合膜。

优选的，上述蛭石-MXene复合膜的制备方法包括以下步骤：将蛭石纳米片溶液和Ti₃C₂T_x-MXene纳米片溶液混合后进行搅拌和超声配制成涂膜液，再涂覆在多孔基膜表面，干燥，即得蛭石-MXene复合膜。