The invention discloses a polypyrrole \u2011 carbon nanotubes / polyethersulfone composite conductive film for water treatment and a preparation method thereof. At present, the conductive film used in water treatment has the disadvantages of difficult preparation and low conductivity. Based on the production of PES flat film, the invention uses pressure to deposit carbon nanotube film, and uses chemical polymerization method to synthesize polypyrrole in situ on the carbon nanotube film, and forms a conductive layer on the PES flat film, so as to obtain a conductive composite film. The addition of high conductivity carbon nanotubes greatly improved the conductivity of the composite film. The in-situ polymerization of polypyrrole on the surface of the membrane enhances the hydrophilicity and the stability of the conductive layer, and improves the anti pollution performance of the membrane. The conductive film has the characteristics of high conductivity, flexibility, stability and long life. The preparation method has the advantages of simple process, no complex reaction and high temperature, low cost and strong operability.
【技术实现步骤摘要】
一种聚吡咯-碳纳米管/聚醚砜复合导电膜及其制备方法
本专利技术涉及用于水处理导电膜
,尤其涉及一种聚吡咯-碳纳米管/聚醚砜复合导电膜及其制备方法。技术背景近年来,基于膜的膜分离技术在混合物和污染物分离领域有着广泛的应用,如废水回收利用,饮用水生产地表水或地下水的处理,药物浓度处理等。然而,膜渗透性和操作稳定性容易被膜污染损坏。虽然传统的化学清洗能有效地去除污染物,但是成本较高且会降低膜使用寿命,因此膜分离技术的广泛应用受到限制。导电膜的出现为提高膜抗污染能力提供了有效方法。导电膜具有可调的带电膜表面,可以排除带电污染物颗粒并提高抗污染性。同时在导电膜上施加电场,将膜作为阴极可以进一步增加膜与带负电荷污染物之间的静电排斥,以排除带电污染物颗粒对膜的污染。导电膜的导电性是决定膜防污性能的决定性指标之一。因此,制备具有高导电性的导电膜是提高防污性能的关键。目前,共混改性和表面改性是制备导电膜的两个主要方法。对于共混改性膜,由于非导电基质材料的绝缘性质,所得膜的电导率通常较小,不能满足实际要求。研究发现表面改性制备导电层是制备高导电膜的有效方法。导电聚合物如聚苯胺,聚吡咯和聚噻吩已用于制备膜表面上的导电层。在这些导电聚合物中,聚吡咯具有紧密的刚性结构,具有弱碱性阴离子交换基团,并且可以通过化学或电化学氧化容易地聚合。与其他导电聚合物相比,聚吡咯具有良好的环境稳定性和较高的电导率,因此是可用于防污的的材料之一。此外,聚吡咯作为导电层可以很容易地沉积在膜表面或孔内以制备导电膜,然而,仅用聚吡咯修饰的膜表 ...
【技术保护点】
1.一种聚吡咯-碳纳米管/聚醚砜复合导电膜及其制备方法,其特征在于包括如下步骤:/n(1)在聚醚砜平板膜上压力沉积碳纳米管层/n将聚醚砜和添加剂加入到有机溶剂中,在70℃下加热搅拌6h形成均匀的铸膜液,将铸膜液放在真空烘箱中进行真空脱泡,用平板刮膜机刮膜并将其放到凝固浴中至有机溶剂完全去除,得到聚醚砜平板膜。将碳纳米管和分散剂以一定比例进行混合,并用超声分散机在一定功率下超声分散一段时间,从而制备分散均匀的碳纳米管溶液。取一定量的碳纳米管溶液,在一定压力下,抽滤到聚醚砜平板膜上,得到碳纳米管/聚醚砜复合膜。/n(2)化学聚合聚吡咯层/n分别配置一定浓度的吡咯溶液和氧化剂介质溶液,先将步骤(1)中得到的碳纳米管/聚醚砜复合膜浸入到配置好的吡咯溶液中一段时间,得到了覆盖了吡咯单体的碳纳米管/聚醚砜复合膜,之后,再将该膜迅速浸入到氧化剂介质溶液中一段时间。当膜浸入到氧化剂介质溶液中后,吡咯单体在碳纳米管/聚醚砜复合膜表面上发生化学聚合,形成聚吡咯-碳纳米管导电层,将此化学聚合后的导电复合膜浸入到蒸馏水中24h以上,以去除多余的吡咯单体和附着的氧化剂,从而得到一种聚吡咯-碳纳米管/聚醚砜复合导 ...
【技术特征摘要】
1.一种聚吡咯-碳纳米管/聚醚砜复合导电膜及其制备方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)在聚醚砜平板膜上压力沉积碳纳米管层
将聚醚砜和添加剂加入到有机溶剂中,在70℃下加热搅拌6h形成均匀的铸膜液,将铸膜液放在真空烘箱中进行真空脱泡,用平板刮膜机刮膜并将其放到凝固浴中至有机溶剂完全去除,得到聚醚砜平板膜。将碳纳米管和分散剂以一定比例进行混合,并用超声分散机在一定功率下超声分散一段时间,从而制备分散均匀的碳纳米管溶液。取一定量的碳纳米管溶液,在一定压力下,抽滤到聚醚砜平板膜上,得到碳纳米管/聚醚砜复合膜。
(2)化学聚合聚吡咯层
分别配置一定浓度的吡咯溶液和氧化剂介质溶液,先将步骤(1)中得到的碳纳米管/聚醚砜复合膜浸入到配置好的吡咯溶液中一段时间,得到了覆盖了吡咯单体的碳纳米管/聚醚砜复合膜,之后,再将该膜迅速浸入到氧化剂介质溶液中一段时间。当膜浸入到氧化剂介质溶液中后,吡咯单体在碳纳米管/聚醚砜复合膜表面上发生化学聚合,形成聚吡咯-碳纳米管导电层,将此化学聚合后的导电复合膜浸入到蒸馏水中24h以上,以去除多余的吡咯单体和附着的氧化剂,从而得到一种聚吡咯-碳纳米管/聚醚砜复合导电膜。所制备的聚吡咯-碳纳米管/聚醚砜复合导电膜的渗透能力基本未变化,且具有优异的导电性,在提高膜的抗污染方面有很大的应用潜力。
2.根据权利要求1所述的步骤(1),其特征在于,添加剂可选用聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚甲基丙烯酸甲酯,其含量为1-3%;溶剂可选用N-N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮,...
【专利技术属性】
技术研发人员:耿宏章,郭志迎,袁雪爽,景立超,谷泽增,袁晓彤,
申请(专利权)人:天津工业大学,
类型:发明
国别省市:天津;12
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