一种锌离子功能化石墨烯填充杂化膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种锌离子功能化石墨烯填充杂化膜及制备方法和应用。该膜是由聚醚嵌段酰胺共聚物和锌离子功能化石墨烯共混而成。其制备过程包括：先合成氧化石墨烯，然后用多巴胺对氧化石墨烯进行修饰，再络合上金属锌离子，从而得到锌离子功能化的石墨烯；配制聚醚嵌段酰胺共聚物溶液；将锌离子功能化的石墨烯填充到该聚醚嵌段酰胺共聚物溶液中制得铸膜液，室温下干燥成膜。本发明专利技术的优点在于，该杂化膜在温和环境下进行制备，绿色安全。实验方法简单可控，填充剂分散性良好，具有良好的机械稳定性和长期操作稳定性，用于CO2/CH4体系分离，能够在干燥环境中表现出良好的CO2分离性能。

【技术实现步骤摘要】
一种锌离子功能化石墨烯填充杂化膜及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种锌离子功能化石墨烯填充杂化膜及制备方法及应用，属于气体分离膜

技术介绍
现今世界工业的迅速发展主要依赖于不可再生的化石燃料的快速消耗。然而其并非绿色环保的能源，已经对全球环境产生了诸多负面的影响，特别是CO2的过量排放带来的显著的温室效应等已经越来越受到人们的重视。另一方面，富含甲烷、氢气的气态能源，如天然气、煤层气、生物气、油田气等，往往含有较多的CO2，分离回收其中的CO2、提高清洁能源的品位，不仅具有重大的生态价值，还具有重大的经济价值和社会价值。与传统CO2分离技术相比，气体膜分离技术因其具有投资少，能耗低，操作简便等优势而备受关注。研究开发具有良好CO2渗透和选择性能的膜材料是提高膜分离技术竞争性的关键。膜材料本身的性能在膜分离过程中发挥着决定性的作用，近些年来，一系列有机膜、无机膜和杂化膜材料得到了广泛研究。与高分子膜相比，杂化膜渗透系数提高的主要原因为以下两个方面：一方面归功于多孔无机或有机材料的高CO2渗透性，CO2通过这些多孔材料中传输速度要远远高于CO2在高分子基质中的传输速度；另一方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锌离子功能化石墨烯填充杂化膜，其特征在于：该杂化膜的组分及质量分数为：97.5％‑99.5％的聚醚嵌段酰胺共聚物，余量为锌离子功能化的石墨烯，所述锌离子功能化的石墨烯中锌离子在功能化石墨烯中的质量分数为34.2％；该杂化膜的厚度为85‑100μm。

【技术特征摘要】
1.一种锌离子功能化石墨烯填充杂化膜的制备方法，该杂化膜的组分及质量分数为：97.5％-99.5％的聚醚嵌段酰胺共聚物，余量为锌离子功能化的石墨烯，所述锌离子功能化的石墨烯中锌离子在功能化石墨烯中的质量分数为34.2％；该杂化膜的厚度为85-100μm；其特征在于：该杂化膜按照以下步骤制备：步骤一、锌离子功能化的石墨烯的制备：采用Hummer法合成氧化石墨烯，并经冻干得到氧化石墨烯纳米片；称取一定量的氧化石墨烯纳米片，置于去离子水中超声分散2h，得到质量体积比为10mg/mL的氧化石墨烯溶液；取一定量的多巴胺粉末加入到pH＝8.5的三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液中，获得质量体积比为2mg/mL的多巴胺溶液；然后取一定量的质量体积比为10mg/mL的石墨烯溶液添加到上述多巴胺溶液中，其中，石墨烯溶液与多巴胺溶液体积比为5：1；先超声30分钟，再机械搅拌24小时；离心水洗3次后冻干，得到多巴胺包覆的石墨烯片，记作GO-DA复合颗粒；配制摩尔浓度为0.1-0.5mol/ml的ZnCl2水溶液，将一定...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜忠义，彭冬冬，王少飞，田志章，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12