[发明专利]一种氧化石墨烯/无纺布复合膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种氧化石墨烯/无纺布复合膜的制备方法，该方法将改进的Hummers法制备的氧化石墨烯超声剥离成单层氧化石墨烯，然后以单层氧化石墨烯作为改性剂，用直接浸没涂覆法，对无纺布膜进行表面改性，使氧化石墨烯负载到无纺布膜上，制得氧化石墨烯/无纺布复合膜。本发明制备方法简单，均在室温条件下进行，反应条件温和，且所得氧化石墨烯/无纺布复合膜具有良好的亲水性和通透性，抗污染能力强，降低了膜的清洗费用，大大延长膜的使用寿命，而且机械性能明显提高。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种氧化石墨烯/无纺布复合膜的制备方法。

背景技术

在聚丙烯无纺布工业中，增长最快的部分就是在分离领域的应用。传统的湿纺、溶融纺丝和静电喷纺等方法制备的无纺布由于价廉、易得以及优异的分离性能而得到非常广泛的应用。在分离领域，无纺布主要作为超滤膜和纳滤膜的多孔支撑层。近年来，将无纺布直接应用的研究也逐渐展开，因此，同膜一样，对无纺布进行亲水改性，也是具有重要意义的。

近年来，纳米材料由于具有独特的吸附催化等性能和纳米效应，被用作一种新型的改性材料，在水处理节水去污方面取得了一定成果。石墨烯是一种仅有一个碳原子厚度的二维纳米材料，其由碳原子以sp²杂化轨道组成蜂窝状正六边形晶格构型，除具有普通纳米材料的性质外，还具有高的电子迁移率、高比表面积、独特的π键共轭吸附作用和化学催化活性，因此常常被用作选择性分离膜和吸附剂，在水处理领域具有潜在的应用前景。氧化石墨烯是经电化学或酸处理后的一种改性石墨烯，除具备普通石墨烯的上述特性外，其表面还含有丰富的羟基、羧基和碳氧官能团，易与羟基、氨基、羧基等极性基团形成氢键，具有良好的亲水性。因此，氧化石墨烯对共轭分子、碱基、卟啉和醛酮分子等具有很好的选择性作用，已广泛应用于样品前处理吸附中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种操作简单，在室温条件下制备具有良好的亲水性和通透性的氧化石墨烯/无纺布复合膜的方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案由下述步骤组成：

1、将氧化石墨稀真空干燥后加入无水乙醇中，室温超声处理4～6小时，得到0.05～2.0mg/mL的氧化石墨烯分散液。

2、将无纺布膜真空干燥后，先在无水乙醇中室温浸渍10～12小时，然后在质量分数为15％～30％的醛类交联剂中室温浸渍4～8小时，40～60℃恒温干燥10～12小时，得到预处理的无纺布膜。

3、将预处理的无纺布膜完全浸入步骤1的氧化石墨烯分散液中，室温浸渍2～3小时，60～80℃真空干燥10～12小时，得到氧化石墨烯/无纺布复合膜。

上述步骤1中，优选将氧化石墨稀真空干燥后加入无水乙醇中，室温超声处理4～6小时，得到0.05～0.2mg/mL的氧化石墨烯分散液。

上述步骤2中，优选将无纺布膜真空干燥后，先在无水乙醇中室温浸渍12小时，然后在质量分数为25％的醛类交联剂水溶液中室温浸渍6小时，60℃恒温干燥12小时，得到预处理的无纺布膜。

上述步骤2中，优选将预处理的无纺布膜完全浸入步骤1的氧化石墨烯分散液中，室温浸渍3小时，80℃真空干燥12小时。

上述的无纺布膜为无纺布膜为聚丙烯无纺布膜、聚酯无纺布膜、聚酰胺无纺布膜、聚偏氟乙烯膜等中的任意一种。

上述的醛类交联剂为甲醛、戊二醛、乙二醛中的任意一种。