一种还原氧化石墨烯基不对称膜的通用制备方法技术

本发明专利技术公开了一种还原氧化石墨烯基不对称膜的通用制备方法，首先，配制一定浓度的氧化石墨烯分散液，通过一定方式如真空抽滤、喷涂、旋涂、刮涂、涂布等制备一层氧化石墨烯膜；再配制另外一种溶液或混合液，将溶液或混合液通过一定方式在前述氧化石墨烯膜表面上制备另外一层含有其它材料的膜，得到氧化石墨烯基不对称膜；最后，将制备的氧化石墨烯基不对称膜放入密闭容器中，在一定温度下，通过水热或者溶剂热反应制备出还原氧化石墨烯基不对称膜。膜。

【技术实现步骤摘要】
一种还原氧化石墨烯基不对称膜的通用制备方法


[0001]本专利技术涉及一种还原氧化石墨烯基不对称膜的通用制备方法。研究背景
[0002]由于石墨烯具有极薄的厚度，优异的导电、导热性能，以及很高的机械强度，以石墨烯为添加物的复合膜在环境，能源等领域具有巨大潜力，引起了科学界和工业界极大研究兴趣。然而，石墨烯的制备成本较高，且分散性能差，人们通常采用氧化石墨烯为原料，通过一定方式与其它物质如聚合物、无机物进行复合制备成复合膜，再经过化学还原或温度还原成还原氧化石墨烯复合膜。目前，人们主要集中于氧化石墨烯基复合膜制备与研究，而对石墨烯基不对称膜的研究则相对较少。本专利技术公开了一种还原氧化石墨烯基不对称膜的通用制备方法：首先配制氧化石墨烯分散液，通过一定方式制备一层氧化石墨烯膜；再配制另外一种溶液或混合液，通过一定方式在氧化石墨烯膜表面上制备另外一种含有其它材料的膜，制备出氧化石墨烯基不对称膜；将氧化石墨烯基不对称膜放入密闭容器中，在一定温度下，通过水热或溶剂热反应将不对称膜中的氧化石墨烯还原为还原氧化石墨烯，从而制得还原氧化石墨烯基不对称膜。该方法可提高不对称膜的稳定性能，并调控膜中还原氧化石墨烯的疏松性能。该方法简便，环境友好，具有普适性。本专利技术开发的还原氧化石墨烯基不对称膜在膜分离领域、环境保护以及能源领域具有广泛的应用前景。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对现有氧化石墨烯基不对称膜稳定性能的不足以及还原氧化石墨烯基不对称膜制备方法的匮乏，提供一种还原氧化石墨烯基不对称膜的通用制备方法。本专利技术首先配制氧化石墨烯分散液，通过一定方式如真空抽滤、喷涂、旋涂、刮涂、涂布等在支撑衬底上制备一层氧化石墨烯膜；再配制另外一种溶液或者混合液，通过一定方式在氧化石墨烯膜表面制备另外一种含有其它材料的膜层，制备成氧化石墨烯基不对称膜；最后将制备的氧化石墨烯基不对称膜在密闭容器中进行水热或溶剂热反应，制得还原氧化石墨烯基不对称膜。还原氧化石墨烯基不对称膜具有良好的稳定性，还原氧化石墨烯膜层的疏松性能可调；本专利技术技术普适性强，操作简单，绿色环保。
[0004]一种还原氧化石墨烯基不对称膜的通用制备方法，包括以下步骤：(1)在液体中配制氧化石墨烯分散液，通过一定方式如真空抽滤、喷涂、旋涂、刮涂、涂布等制备一层氧化石墨烯膜；(2)配制另外一种溶液或混合液，通过一定方式如真空抽滤、喷涂、旋涂、刮涂、涂布、溶液浇注、电纺等在步骤(1)中制备的氧化石墨烯膜表面上制备含有其它材料的膜层，得到氧化石墨烯基不对称膜；(3)在反应容器中加入一定量液体，再将步骤(2)中制备的氧化石墨烯基不对称膜放入反应容器，对反应容器进行密封后，在一定温度下进行水热或溶剂热还原反应一段时间，制得还原氧化石墨烯基不对称膜。
[0005]步骤(1)中所述的液体是水和极性有机溶剂中的一种或多种。
[0006]步骤(1)中所述氧化石墨烯包含微弱还原后的氧化石墨烯，其分散液浓度一般不大于30mg/mL，但不限于以上浓度。
[0007]步骤(1)中所述的氧化石墨烯分散液可选择加入还原剂。
[0008]步骤(1)中所述的氧化石墨烯分散液可选择加入交联剂如二胺类物质或带有氨基和巯基的物质。
[0009]步骤(2)中所述其它材料包含单一成分和多种成分，其中单一成分为聚合物，多种成分包含聚合物中的两种和两种以上物质，以及聚合物与无机纳米颗粒、有机纳米颗粒和金属纳米颗粒中的一种或多种组成的复合物。
[0010]步骤(2)中可以对所述其它材料的膜层进行交联，以提高膜层的稳定性。
[0011]步骤(3)中所述液体包括水、极性有机溶剂、液体还原剂和液体交联剂中的中一种或多种。
[0012]步骤(3)中所述反应容器包含但不限于由玻璃、金属、聚乙烯、聚丙烯、对位聚苯、聚四氟乙烯材质做成或者装有由玻璃、金属、聚乙烯、聚丙烯、对位聚苯、聚四氟乙烯等材质做成内衬的反应容器。
[0013]步骤(3)中，所述一定温度不超过不对称膜中聚合物的分解温度，一般为60℃-300℃。
[0014]步骤(3)中，所述一段时间一般为2h-24h，但不限于上述反应时间。
[0015]所述还原剂包括但不限于水合肼、硼氢化钠、葡萄糖、抗坏血酸、抗坏血酸钠、乙二醇、二乙二醇、对苯二酚、氢溴酸、氢碘酸和醋酸中的一种或多种。
[0016]步骤(3)中，所述还原氧化石墨烯基不对称膜包括带支撑衬底和不带支撑衬底的还原氧化石墨烯基不对称膜。
[0017]本专利技术与现有技术相比具有的有益效果：1、本专利技术技术采用在密闭容器中通过水热或者溶剂热反应、将氧化石墨烯基不对称膜中的氧化石墨烯还原为石墨烯、制备成还原氧化石墨烯基不对称膜，提高了不对称膜的稳定性能，还原氧化石墨烯膜层疏松性能可调，是一种新型的制备还原氧化石墨烯基不对称膜的专利技术技术；2、本专利技术以氧化石墨烯为原料，易于配制分散性良好的混合液，避免了石墨烯的聚集，有利于制备成膜，制备工艺简单，且降低了生产成本；3、本专利技术普适性强，根据应用需要，可以对不对称膜中还原氧化石墨烯膜层还原程度进行调控，对上膜层进行成分和结构设计，以赋予还原氧化石墨烯基不对膜表面不同的功能；4、还原氧化石墨烯基不对称膜可以带支撑衬底和不带支撑衬底，并根据应用需要可以对支撑衬底性质包括材质、形状、柔韧性以及是否带孔等参数进行选择。
附图说明
[0018]图1A是本专利技术典型实施例1中经水热还原的氧化石墨烯/壳聚糖不对称膜的宏观照片；图1B是本专利技术典型实施例1中还原氧化石墨烯/壳聚糖不对称膜弯曲宏观照片，说明还原氧化石墨烯/壳聚糖不对称膜具有优异的柔韧性。
具体实施方式
[0019]本专利技术一种还原氧化石墨烯基不对称膜的通用制备方法，包括以下步骤：(1)在液体中配制氧化石墨烯分散液，通过一定方式如真空抽滤、喷涂、旋涂、刮涂、涂布等制备一层氧化石墨烯膜；(2)配制另外一种溶液或混合液，通过一定方式如真空抽滤、喷涂、旋涂、刮涂、涂布、溶液浇注、电纺等在(1)中制备的氧化石墨烯膜表面制备含有其它材料的膜层，得到氧化石墨烯基不对称膜；(3)在反应容器中加入一定量液体，再将步骤(2)中制备的氧化石墨烯基不对称膜放入反应容器，对反应容器进行密封后，在一定温度下进行水热或溶剂热反应一段时间，制得还原氧化石墨烯基不对称膜。
[0020]步骤(1)中所述的液体是水和极性有机溶剂中的一种或多种。
[0021]步骤(1)中所述氧化石墨烯包含微弱还原后的氧化石墨烯，其分散液浓度一般不大于30mg/mL，但不限于以上浓度。
[0022]步骤(1)中所述的氧化石墨烯分散液可选择加入还原剂。
[0023]步骤(1)中所述的氧化石墨烯分散液可选择加入交联剂如二胺类物质或带有氨基和巯基的物质。
[0024]步骤(2)中所述其它材料包含单一成分和多种成分，其中单一成分为聚合物，多种成分包含聚合物中的两种和两种以上物质，以及聚合物与无机纳米颗粒、有机纳米颗粒和金属纳米颗粒中的一种或多种组成的复合物。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种还原氧化石墨烯不对称膜的通用制备方法，包括以下步骤：(1)在液体中配制氧化石墨烯分散液，通过一定方式如真空抽滤、喷涂、旋涂、刮涂、涂布等制备一层氧化石墨烯膜；(2)配制另外一种溶液或混合液，通过一定方式如真空抽滤、喷涂、旋涂、刮涂、涂布、溶液浇注、电纺等在步骤(1)中制备的氧化石墨烯膜表面上制备含有其它材料的膜层，得到氧化石墨烯基不对称膜；(3)在反应容器中加入一定量液体，再将步骤(2)中制备的氧化石墨烯基不对称膜放入反应容器，对反应容器进行密封后，在一定温度下进行水热或溶剂热还原反应一段时间，制得还原氧化石墨烯基不对称膜。2.根据权利要求1所述一种还原氧化石墨烯不对称膜的通用制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述的液体是水和极性有机溶剂中的一种或多种。3.根据权利要求1所述一种还原氧化石墨烯不对称膜的通用制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述氧化石墨烯包含微弱还原后的氧化石墨烯，其分散液浓度一般不大于30mg/mL。4.根据权利要求1所述一种还原氧化石墨烯不对称膜的通用制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄鹏宇，
申请(专利权)人：庄鹏宇，
类型：发明
国别省市：