多孔基底的处理方法技术

一种基底的处理方法；所述基底包括中空纤维膜，每个中空纤维膜都有侧壁和内腔，所述侧壁包括基材，所述内腔由所述侧壁界定；所述基材包括聚砜或其衍生物，在液体存在下所述基底与氧化石墨烯接触以形成中间化合物，至少部分液体从中间化合物中被去除，所述中间化合物被热处理，从而使所述氧化石墨烯至少部分固定在基底上，并获得包括处理过的中空纤维膜的处理过的材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多孔基底的处理方法相关申请的交叉引用本申请要求申请日为2018年11月16日的意大利专利申请102018000010402的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及一种基底的处理方法、处理过的材料及其用途。
技术介绍
在流体净化领域，使用了由不同聚合材料制成的膜和纤维。尽管为制备能够改善不同成分间分离的新型过滤器进行了大量的持续努力，但仍需要确定能够选择性分离某些物质的材料(某些污染物质的分离仍不令人满意)。已经提出了具有化学改性表面或可变成分的膜。然而，膜的改性经常改变(也是负面的)其固有特性和过滤和/或吸附性能。此外，几种材料的紧密混合(以便获得复合材料)会改变起始材料的形态，并且改变(通常是负面的)其吸附性能。迄今为止提出的许多材料生产起来特别困难和昂贵和/或不够耐磨和耐用。具体地，公开号为WO2018/183609的专利申请描述了一种通过氧化石墨烯处理中空纤维的方法。然而，这种方法不能使氧化石墨烯与中空纤维有足够强的结合。本专利技术的目的是提供一种基底的处理方法、处理过的材料及其用途，其能够至少部分地克服已知技术的缺点，同时易于实施且成本低廉。概括根据本专利技术，提供了一种基底的处理方法、处理过的材料及其用途如以下独立权利要求中所述，并且优选地，如直接或间接从属于独立权利要求的任何一项权利要求中所述。附图说明下面将参照附图描述本专利技术，附图显示了本专利技术的一些非限制性实施方案，其中：-图1是根据本专利技术处理过的材料(处理过的中空纤维)的照片；-图2是可用于根据本专利技术的方法的基底(未经处理的中空纤维)的照片；-图3显示了图1的处理过的材料的SEM(扫描电子显微镜)图像。-图4显示了图1的处理过的材料、基底(未经处理的聚砜中空纤维-中间光谱)和氧化石墨烯(较低光谱)的XPS(X射线光电子能谱)光谱；X轴表示电子伏特，Y轴表示任意单位；-图5显示了根据本专利技术进一步处理过的材料、基底(未经处理的聚砜中空纤维-中间光谱)和氧化石墨烯(较低光谱)的XPS(X射线光电子能谱)光谱；X轴表示电子伏特，Y轴表示任意单位；-图6显示了在实验测试之后测量的基底(未经处理的-PS)、根据第一种方法(使用微波炉-PS-GO/mw)获得的图1中的处理过的材料、以及根据第二种方法(使用传统的烘箱-PS-GO/O)获得的处理过的材料对于一些有机分子的去除率；Y轴表示吸附百分比，X轴表示不同的有机分子(CAF：咖啡因；OFLOX：氧氟沙星；Rh：罗丹明B；DCF：双氯芬酸)；-图7、8和9分别是在含水液体中的基底和氧化石墨烯(通过将基底与含有氧化石墨烯的溶液结合并随后除去溶剂而获得的-中间化合物)的照片、根据本专利技术处理过的材料在含水液体中的照片、以及根据本专利技术处理过的材料在洗涤后的照片；-图10是包含图1处理过的材料的筒式过滤器的照片；-图11显示了图2材料横截面的SEM图像；-图12显示了图1处理过的材料(PS-GO/mw)、基底(PS-未经处理的聚砜中空纤维)和对照品(Ref–仅含罗丹明B溶液)对罗丹明B的吸附测试照片；-图13是从图1的处理过的材料与罗丹明B的吸附测试中实验获得的等温图；Y轴表示每克吸附剂吸附的罗丹明B的量，X轴表示罗丹明B的初始浓度；和-图14是从图1的处理过的材料与氧氟沙星的吸附测试中实验获得的等温图；Y轴表示每克吸附剂吸收的氧氟沙星量，X轴表示氧氟沙星的初始浓度。具体实施方式根据本专利技术的第一个方面，提供了一种基底(图2)的处理方法；所述基底包括中空纤维膜，每个中空纤维膜都有侧壁和内腔，所述侧壁包括(由以下组成)基材，所述内腔由所述侧壁界定(所述中空纤维膜的结构在照片11中以示例的方式示出)。所述侧壁(是多孔的并且)具有外表面和内表面(其限定了所述内腔的范围)，所述外表面具有平均直径范围从约0.1微米到约15微米的孔，所述内表面具有平均直径范围从约5纳米到约200纳米的孔；所述基材选自：由聚砜、聚醚砜、其衍生物(及其组合)组成的组。所述方法包括：结合步骤，在该步骤中，所述基底与氧化石墨烯结合(具体为接续接触)以形成中间化合物；在结合步骤中，所述基底与所述氧化石墨烯在第一液体中相互结合；去除步骤，其(至少部分)在结合步骤之后进行，在该步骤中，(至少)部分第一液体从中间化合物中被去除(第一液体被去除)；和固定步骤，在该步骤中，所述中间化合物被热处理，从而使所述氧化石墨烯(至少部分)固定在基底上，并获得包括处理过的中空纤维膜的处理过的材料。也就是说，在所述固定步骤中，热处理所述中间化合物使得至少部分所述氧化石墨烯以基本固定的方式与基底结合，并获得包括处理过的中空纤维膜的处理过的材料。所述处理过的材料显示出了对有机污染物的混合物(咖啡因CAF、氧氟沙星OFLOX、二苯甲酮3BP3、二苯甲酮3BP4、卡马西平CBZ、双酚ABPA、罗丹明Rh和双氯芬酸DCF)优异的吸收(具体是吸附)能力。经实验观察，处理过的材料令人惊讶地显示出对CAF、OFLOX和DCF的高得多的吸收(具体为吸附)质量(与现有技术中的类似材料相比)。此外，用于制备处理过的材料的方法被证明是简单且快速的，不需要例如不同成分的共挤出和/或一种成分的溶解以及在另一种成分存在下的再沉淀。所使用的方法还可以使材料的内部结构不发生实质性改变，从而保持其固有的特性不变。具体地，孔的直径通过SEM测量。更准确地说，测量的是一个方向上的尺寸(随机取值)。有利地但非必要地，所述第一液体包含(由以下组成)水(和/或乙醇)。具体地，乙醇的重量为水的重量的约50％(更具体地，约70％；甚至更具体地，约90％)至约150％(更具体地，约130％；甚至更具体地，约110％)。可选地或另外地，相对于液体的总重量，所述第一种液体包括约30％(具体地，约40％)至约70％(具体地，约60％)的乙醇。可选地或另外地，相对于液体的总重量，所述第一种液体包括约30％(具体地，约40％)至约70％(具体地，约60％)的水。具体地，在所述固定步骤中，所述氧化石墨烯至少部分地被固定在基底的表面上，具体为固定至中空纤维的内表面和/或外表面上(更具体地，在外表面上)。有利地但非必要地，在所述去除步骤中，所述第一液体的至少一部分通过蒸发的方式被去除。根据一些有利但非限制性的实施方案，在所述去除步骤中，在低于约55℃(具体地，高于约20℃；更具体地，高于约30℃)的温度下处理中间化合物。具体地，在所述去除步骤中，在低于大气压(具体地，低于约100bar；更具体地，高于约25mbar)的压力下处理中间化合物。有利地但非必要地，在所述去除步骤结束时(在所述固定步骤之前)，相对于所述结合步骤之前中空纤维膜的总重量，所述中间化合物具有至多约500％(具体地，至多400％；更具体地，至多300％)的质量。有利地但非必本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基底的处理方法：所述基底包括中空纤维膜，每个中空纤维膜都有侧壁和内腔，所述侧壁包括基材，所述内腔由所述侧壁界定；/n所述侧壁具有外表面和内表面，所述外表面具有平均直径范围从约0.1微米至约15微米的孔，所述内表面具有平均直径范围从约5纳米至约200纳米的孔；所述基材选自：由聚砜、聚醚砜、其衍生物及其组合组成的组；/n所述方法包括：/n结合步骤，在该步骤中，所述基底与氧化石墨烯结合以形成中间化合物；在所述结合步骤中，所述基底与所述氧化石墨烯在第一液体中相互结合；/n去除步骤，其至少部分在所述结合步骤之后进行，在该步骤中，至少部分第一液体从中间化合物中被去除；/n固定步骤，在该步骤中，所述中间化合物被热处理，从而使所述氧化石墨烯至少部分固定在基底上，从而获得包括处理过的中空纤维膜的处理过的材料；所述固定步骤至少部分在所述去除步骤之后。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181116 IT 1020180000104021.一种基底的处理方法：所述基底包括中空纤维膜，每个中空纤维膜都有侧壁和内腔，所述侧壁包括基材，所述内腔由所述侧壁界定；
所述侧壁具有外表面和内表面，所述外表面具有平均直径范围从约0.1微米至约15微米的孔，所述内表面具有平均直径范围从约5纳米至约200纳米的孔；所述基材选自：由聚砜、聚醚砜、其衍生物及其组合组成的组；
所述方法包括：
结合步骤，在该步骤中，所述基底与氧化石墨烯结合以形成中间化合物；在所述结合步骤中，所述基底与所述氧化石墨烯在第一液体中相互结合；
去除步骤，其至少部分在所述结合步骤之后进行，在该步骤中，至少部分第一液体从中间化合物中被去除；
固定步骤，在该步骤中，所述中间化合物被热处理，从而使所述氧化石墨烯至少部分固定在基底上，从而获得包括处理过的中空纤维膜的处理过的材料；所述固定步骤至少部分在所述去除步骤之后。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述固定步骤中，所述中间化合物经历选自由以下组成的组的处理：通过微波处理、通过加热处理及其组合；所述通过微波处理需要用功率至少约50W(具体地，至多约200W)的微波处理中间化合物至少约20分钟(具体地，至多约80分钟)；所述通过热处理需要在温度至少约80℃(具体地，至多约160℃)的烘箱中处理中间化合物至少约90分钟(具体地，至多约12小时)；具体地，在所述去除步骤结束时和所述固定步骤之前，相对于所述结合步骤之前中空纤维膜的总重量，所述中间化合物具有至多约300％的质量。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述通过微波处理需要用功率至少约80W的微波处理中间化合物至少约30分钟；所述通过热处理需要在温度至少约100℃的烘箱中处理中间化合物至少约90分钟。


4.根据如前任一权利要求所述的方法，其中，在所述去除步骤中，所述第一液体的至少一部分通过蒸发的方式被去除；具体地，在所述去除步骤中，在低于约55℃的温度下处理中间化合物；具体地，在所述去除步骤中，在低于大气压的压力下处理中间化合物。


5.根据如前任一权利要求所述的方法，其中，在所述固定步骤中，所述氧化石墨烯至少部分地被固定在基底的表面上，(具体地固定至中空纤维膜的内表面和/或外表面上)；所述侧壁具有约25微米至约150微米的厚度。


6.根据如前任一权利要求所述的方法，其中，所述外表面具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·梅卢奇，V·巴勒莫，M·赞比安基，A·利肖，A·科夫通，E·特雷奥西，M·L·纳瓦基亚，L·博基，
申请(专利权)人：国家研究委员会，麦迪卡股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT