一种氧化石墨烯改性的高性能超滤复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氧化石墨烯改性的高性能超滤复合膜及其制备方法，通过化学浸渍法和层层组装法，利用氧化石墨烯改性商业化聚偏氟乙烯超滤膜，制备高性能超滤复合膜。改性步骤如下：活化聚偏氟乙烯超滤膜；浸渍均苯三甲酰氯溶液，接枝酰氯基；浸渍氧化石墨烯溶液；循环交替浸渍乙二胺、氧化石墨烯溶液，使氧化石墨烯通过乙二胺交联剂连接并在膜表面形成层状结构，得到不同层数的氧化石墨烯复合膜。本发明专利技术制备的氧化石墨烯‑聚偏氟乙烯超滤膜具有通量高、抗污染性强、污染物去除率高的优点，其水通量可达3750～10150kg/m2h，对溶解性有机物的去除率为36.5～68％，较改性前超滤膜提高15％。

High performance ultrafiltration composite membrane modified by graphene oxide and preparation method thereof

The invention discloses a graphene oxide modified high performance composite ultrafiltration membrane and preparation method thereof, by chemical immersion method and self-assembly method, modified commercial PVDF ultrafiltration membrane by using graphene oxide, preparation of high performance composite ultrafiltration membrane. The steps are as follows: activation of modified polyvinylidene fluoride ultrafiltration membrane; impregnation trimesoyl chloride solution, graft acyl chloride; impregnating solution of graphene oxide; cyclic alternating dipping ethylenediamine, graphene oxide solution, the graphene oxide and connected by ethylenediamine crosslinking agent form a layered structure on the membrane surface of graphene oxide composite films with different the number of the. Graphene oxide the prepared PVDF ultrafiltration membrane with high flux and strong anti pollution, pollutant removal advantages of high water flux can reach 3750 ~ 10150kg/m2h, the removal of dissolved organic matter ranged between 36.5 and 68%, compared with the unmodified membrane increased by 15%.

【技术实现步骤摘要】
一种氧化石墨烯改性的高性能超滤复合膜及其制备方法
本专利技术涉及一种氧化石墨烯改性的高性能超滤复合膜及其制备方法。尤其是涉及一种高性能复合膜的制备方法。
技术介绍
膜分离技术作为20世纪新兴起的一种分离技术，具有无二次污染、分离效率高、占地面积少等优点。膜分离技术包括微滤、超滤、反渗透、纳滤、正渗透等，其中超滤技术以其能耗低、对水中的悬浮物、胶体、病原体等颗粒物质去除率高的优势，在世界范围内的水处理行业应用广泛。目前常用的超滤膜材料主要有聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯等。其中，聚偏氟乙烯具有良好的化学稳定性、热稳定性、易成膜等优点而广受青睐。但是在实际的应用中，常规的聚偏氟乙烯超滤膜孔径较大，对溶解性有机物去除率较低，对其中的腐殖酸类有机物几乎没有去除效果，而该类物质是三氯甲烷等消毒副产物的主要前驱物。另一方面，由于聚偏氟乙烯超滤膜的表面能较低，疏水性强，在过滤过程中极易吸附水体中的污染物，从而导致膜污染，因此，提高超滤膜对溶解性有机物的去除效率和抗污染性、对于减少消毒副产物的产生，进一步扩展超滤膜的应用范围具有重要意义。目前提高超滤膜性能的主要方式是对膜进行改性，以纳米材料为基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化石墨烯改性的高性能超滤复合膜及其制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)活化PVDF超滤膜：将PVDF超滤膜置于氢氧化钾、四丁基氟化铵混合液中浸泡一段时间，取出并放置于亚硫酸氢钠、浓硫酸混合液中，取出并用超纯水冲洗数次。(2)接枝酰氯基官能团：称取一定量均苯三甲酰氯，以正己烷为溶剂，制得均苯三甲酰氯溶液。将活化后的膜浸渍在均苯三甲酰氯溶液中一定时间，取出并用正己烷冲洗数次。(3)接枝氧化石墨烯：配置氧化石墨烯水溶液，将表面带有酰氯基团的膜置于氧化石墨烯分散液中浸泡，取出并用超纯水冲洗数次。(4)接枝氨基官能团：将一定量的乙二胺溶于水中，搅拌后将表面带有氧化石墨烯的改性膜置于乙二胺溶液...

【技术特征摘要】
1.一种氧化石墨烯改性的高性能超滤复合膜及其制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)活化PVDF超滤膜：将PVDF超滤膜置于氢氧化钾、四丁基氟化铵混合液中浸泡一段时间，取出并放置于亚硫酸氢钠、浓硫酸混合液中，取出并用超纯水冲洗数次。(2)接枝酰氯基官能团：称取一定量均苯三甲酰氯，以正己烷为溶剂，制得均苯三甲酰氯溶液。将活化后的膜浸渍在均苯三甲酰氯溶液中一定时间，取出并用正己烷冲洗数次。(3)接枝氧化石墨烯：配置氧化石墨烯水溶液，将表面带有酰氯基团的膜置于氧化石墨烯分散液中浸泡，取出并用超纯水冲洗数次。(4)接枝氨基官能团：将一定量的乙二胺溶于水中，搅拌后将表面带有氧化石墨烯的改性膜置于乙二胺溶液中，一段时间后取出并用超纯水冲洗数次。(5)接枝氧化石墨烯：将表面带有氨基的改性膜置于氧化石墨烯分散液中，取出后用超纯水冲洗数次。(6)重复步骤4)和步骤5)数次，得到不同层数的氧化石墨烯-聚偏氟乙烯复合膜，将膜浸渍于甲醇溶液中2h去除乙二胺，然后置于超纯水中待用。(7)氧化石墨烯-聚偏氟乙烯复合膜用于去除溶解性有机物，将复合膜置于外压、错流过滤系统中进行测试，考察膜对污染物的去除率及抗污染性能。2.根据权利要求(1)所述的改性方法，其特征在于步骤(1)中所述PVDF超滤膜为北京清大国华膜科技有限公司提供的分子截留量为100kDa的商品平板超滤膜，膜通量为10000～30000kg/m2h。3.根据权利要求1所述的改性方法，步骤(1)-(4)中所述的制备方法，其特征在于将PVDF膜表面活化与氧化石墨烯层层组装法两种方式进行结合得到聚偏氟乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨禹，赵旌晶，李媛，侯立安，
申请(专利权)人：北京师范大学，中国人民解放军火箭军工程大学，
类型：发明
国别省市：北京,11