[发明专利]一种基于石墨烯氧化物的海水淡化复合膜及其制备方法

权利要求书

1.一种基于石墨烯氧化物的海水淡化复合膜，其特征在于，按过滤方向依次包括微孔陶瓷层、石墨烯氧化物层和二氧化硅气相层；所述微孔陶瓷层的平均过滤孔径为1-10微米，所述石墨烯氧化物层的平均过滤孔径为1-5纳米，所述二氧化硅气相层的平均过滤孔径大于20微米；

所述基于石墨烯氧化物的海水淡化复合膜的制备方法包括如下步骤：

（1）配制陶瓷浆料，将陶瓷浆料涂覆于平滑的基板上，辊压后进行干燥，固化后形成微孔陶瓷层，将微孔陶瓷层从基板上剥离；

（2）制备石墨烯氧化物溶液，将其喷涂于微孔陶瓷层表面，然后进行真空抽滤使其形成石墨烯氧化物层；

（3）配制二氧化硅气相涂料，将其涂覆于石墨烯氧化物层表面，静置陈化后，烘干形成二氧化硅气相层，制得成品；

所述陶瓷浆料包括以下重量份的物质组成：陶瓷微粉40-60份、氧化铝微粉10-20份、正硅酸四乙酯90-110份、钛酸丁酯20-30份、聚酰亚胺树脂50-70份、丙烯酸[N-甲基全氟丁烷磺酰胺基]乙酯5-15份、苯基三甲氧基硅烷40-50份、N-甲基吡咯烷酮40-50份、水10-20份；所述陶瓷浆料的制备方法如下：将正硅酸四乙酯、钛酸丁酯、苯基三甲氧基硅烷和N-甲基吡咯烷酮进行混合，得到混合溶液，接着向混合溶液中添加聚酰亚胺树脂和丙烯酸[N-甲基全氟丁烷磺酰胺基]乙酯，搅拌均匀，添加水后，调节溶液pH为5-6，在搅拌条件下进行水解反应，反应后再加入陶瓷微粉和氧化铝微粉，搅拌分散均匀后制得陶瓷浆料。

2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯氧化物的海水淡化复合膜，其特征在于，所述复合膜的厚度为50-100微米。

3.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯氧化物的海水淡化复合膜，其特征在于，在步骤（2）中，所述石墨烯氧化物层可喷涂多层，在前一层干燥后喷涂后一层。

4.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯氧化物的海水淡化复合膜，其特征在于，所述石墨烯氧化物溶液的制备方法如下：按固液比10-15g/L将石墨烯添加至98wt%的浓硫酸中，然后在15-25℃下搅拌反应4-6h，过滤后得到未完全氧化的石墨烯氧化物，将石墨烯氧化物分散于水中制得配制成30-40wt%的石墨烯氧化物溶液。

5.根据权利要求4所述的一种基于石墨烯氧化物的海水淡化复合膜，其特征在于，所述石墨烯的粒径为10-100纳米，层数为2-10层。

6.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯氧化物的海水淡化复合膜，其特征在于，所述二氧化硅气相涂料的制备方法如下：将正硅酸四乙酯添加到其80-100倍质量的65-75wt%乙醇水溶液中，升温至55-65℃，然后滴加8-12wt%的盐酸溶液，使正硅酸四乙酯反应形成二氧化硅溶胶，完全反应后制得二氧化硅气相涂料。