双交联氧化石墨烯复合膜及制备和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种双交联氧化石墨烯复合膜，由氧化石墨烯纳米片、插入到氧化石墨烯层间的聚乙烯胺及其采用诱导仿生矿化生成的无机交联剂氧化硅构成；首先，聚乙烯胺作为大分子交联剂插入到氧化石墨烯层间，得到聚乙烯胺交联的氧化石墨烯复合膜，聚乙烯胺与氧化石墨烯的质量比为0.07：1；其次，在聚乙烯胺交联氧化石墨烯的基础上，在氧化石墨烯纳米片堆叠限域空间内进行仿生矿化生成纳米颗粒，从而得到了双交联氧化石墨烯复合膜。本发明专利技术具有方法通用、可控性强、制备过程简单等优点。将本发明专利技术制备的复合膜用于渗透蒸发丁醇‑水溶液体系，对水分子具有高渗透通量、高选择性，同时该复合膜在高温下具有良好的操作稳定性。

Preparation and application of double crosslinked oxyfossil graphene composite membrane

【技术实现步骤摘要】
双交联氧化石墨烯复合膜及制备和应用
本专利技术涉及一种氧化石墨烯膜及制备和应用，尤其涉及一种双交联氧化石墨烯复合膜及制备和应用。
技术介绍
能源短缺和环境恶化是21世纪全球面临的巨大挑战，化石燃料的消耗导致环境恶化和温室效应日益严重。开发环保型替代能源是解决目前能源及环境问题的重要策略。生物质能是全球继石油、煤炭、天然气之后的第四大能源，其中，生物液体燃料作为清洁、可再生的燃料，对降低排放、减轻温室效应具有重要的意义，具有成为化石能源替代品的潜力。生物醇是燃料乙醇、生物丁醇、生物甲醇等醇类生物液体燃料的总称，具有优越的燃烧特性。能源安全和环境污染的压力，使得发展生物液体燃料的重要性日益凸显。膜分离技术中的渗透蒸发法相对于其他可用于醇水分离的分离方式来说具有单级分离度高、操作简单、清洁无污染等优点，特别适合共沸物的分离。膜材料是膜技术的核心，要实现高的渗透蒸发性能离不开先进的膜材料和合适的膜结构。氧化石墨烯是典型的二维材料，具有比表面积大、易组装成膜、含有大量含氧官能团易于进行表面物理化学结构调控等优点。目前，研究人员已经制备了可用于气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双交联氧化石墨烯复合膜，其特征在于，该双交联氧化石墨烯膜是由氧化石墨烯纳米片、插入到氧化石墨烯层间的聚乙烯胺及其采用诱导仿生矿化生成的无机交联剂氧化硅构成；首先，所述聚乙烯胺作为大分子交联剂插入到所述氧化石墨烯层间，得到聚乙烯胺交联的氧化石墨烯复合膜，所述聚乙烯胺与所述氧化石墨烯的质量比为0.07：1；其次，在聚乙烯胺交联氧化石墨烯的基础上，在氧化石墨烯纳米片堆叠限域空间内进行仿生矿化生成纳米颗粒，得到了双交联氧化石墨烯复合膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种双交联氧化石墨烯复合膜，其特征在于，该双交联氧化石墨烯膜是由氧化石墨烯纳米片、插入到氧化石墨烯层间的聚乙烯胺及其采用诱导仿生矿化生成的无机交联剂氧化硅构成；首先，所述聚乙烯胺作为大分子交联剂插入到所述氧化石墨烯层间，得到聚乙烯胺交联的氧化石墨烯复合膜，所述聚乙烯胺与所述氧化石墨烯的质量比为0.07：1；其次，在聚乙烯胺交联氧化石墨烯的基础上，在氧化石墨烯纳米片堆叠限域空间内进行仿生矿化生成纳米颗粒，得到了双交联氧化石墨烯复合膜。


2.根据权利要求1所述的双交联氧化石墨烯复合膜，其特征在于，在氧化石墨烯纳米片堆叠限域空间内进行仿生矿化生成纳米颗粒，是将所述聚乙烯胺交联的氧化石墨烯膜浸在硅酸钠溶液中进行矿化，从而在氧化石墨烯层间原位生成作为无机交联剂的氧化硅纳米颗粒。


3.一种如权利要求2所述的双交联氧化石墨烯复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将一定量的聚乙烯胺溶于纯水中，超声30min，得到聚乙烯胺分散液；将氧化石墨烯溶于上述的聚乙烯胺分散液中得到混合溶液A，其中，聚乙烯胺与氧化石墨烯的质量比0.07：1；将混合溶液A，在室温下搅拌0.5h后超声15min；在0.5MPa压力下，将超声搅拌后的混合溶液A压滤至0.22μm孔径的亲水聚四氟乙烯基膜上，然后置于90℃烘箱交联4h，得到聚乙烯胺交联的氧化石墨烯复合膜；
步骤二、将步骤一得到的聚乙烯胺交联的氧化石墨烯复合膜浸泡在水溶液中2h后，再浸泡在硅酸钠溶液中进行矿化，硅酸钠溶液的浓度为10～30mmol/L，pH值...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘福生，姜忠义，李颖，宋伊梦，王梅迪，张烨，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12