一种GO/MoS2量子点层状二维膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种GO/MoS2量子点层状二维膜的制备方法，包括以下步骤：(1)制备氧化石墨烯GO和MoS2量子点的混合物：(2)使用基膜真空过滤步骤(1)制得的氧化石墨烯GO和MoS2量子点的混合物，得湿润的层状二维膜；(3)对步骤(2)制得的湿润的层状二维膜进行干燥，得层状二维膜。由本发明专利技术公开的GO/MoS2量子点层状二维膜的制备方法，制成的膜分离性能好、稳定性高。稳定性高。稳定性高。

【技术实现步骤摘要】
一种GO/MoS2量子点层状二维膜的制备方法


[0001]本专利技术属于膜分离
，特别涉及一种GO/MoS2量子点层状二维膜的制备方法。

技术介绍

[0002]有机溶剂在制药、石油和食品工业中被广泛用作有机合成的反应介质。任意排放有机溶剂会造成资源浪费，环境污染。因此，亟需开发先进的分离技术来纯化和回收有机溶剂。目前用于有机溶剂回收的几种传统液体分离方法包括吸收、萃取和蒸馏。这些方法应用范围广，但存在成本高、能源密集和对环境有害的问题。与各种传统技术不同，有机溶剂纳滤(OSN)被认为是实现有机溶剂有效分离和再利用的替代绿色节能工艺。目前，由选择性聚合物基层和多孔支撑层组成的薄膜复合(TFC)膜已广泛用于有机溶剂纳滤(OSN)，但许多TFC膜稳定性差，甚至会分散在一些腐蚀性溶剂中，且溶剂渗透性不高。因此，开发具有优异的渗透选择性和稳定性的有机溶剂纳滤膜极为必要。
[0003]二维(2D)材料，如氧化石墨烯(GO)、MXene、二硫化钼(MoS2)和金属有机框架材料(MOFs)，以其优异的溶剂选择性和高稳定性，已成为制备纳滤膜的优选材料。其中，具有sp2杂化和丰富含氧基团的氧化石墨烯(GO)被认为是构建用于离子分离和分子筛选的2D层状膜的杰出材料。由于其相对较小的晶格间距，二维GO膜已被证明具有优异的分子筛性能。然而，窄的晶格间距、氢键、范德华力、界面静电效应以及溶剂分子与氧化石墨烯(GO)氧化区域之间可能的偶极
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偶极相互作用(极性溶剂)限制了溶剂渗透性。目前的研究大都致力于通过增大晶格间距或减小膜厚度提高渗透性。然而，这些措施会破坏GO的原始层状结构，同时晶格间距的增大会降低膜的截留率和稳定性。
[0004]综上所述，在本领域，期望开发一种在不改变GO的原始层状结构前提下，制备出分离性能好、稳定性高的有机溶剂纳滤复合膜的新技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的上述不足，提供一种在不破坏层状结构的情况下构建异质结构双功能区用于层状二维膜改性的新专利技术。具体的是提供了一种可用于有机溶剂回收的GO/MoS2量子点层状二维膜的制备方法。根据本专利技术所述制备方法制得的层状二维膜具有较强的稳定性，较高的渗透通量和较好的分离性能。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种GO/MoS2量子点层状二维膜的制备方法，其包括以下步骤：
[0007](1)制备氧化石墨烯GO和二硫化钼MoS2量子点的混合物溶液：
[0008]制备0.01mg/ml的二硫化钼MoS2量子点溶液和0.1mg/ml的氧化石墨烯GO溶液；
[0009]在250ml去离子水中加入稀释的氧化石墨烯GO溶液和二硫化钼MoS2量子点溶液；超声20
‑
40分钟使之形成混合均匀的混合物溶液；
[0010](2)使用基膜真空过滤步骤(1)制得的混合物溶液，得湿润的层状二维膜；
[0011](3)对步骤(2)制得的湿润的层状二维膜进行干燥，得层状二维膜。
[0012]在一些实施方式中，步骤(1)混合物溶液中二硫化钼MoS2量子点的质量比为0
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20％，质量比是指二硫化钼MoS2量子点占氧化石墨烯GO和二硫化钼MoS2量子点之和的质量比。
[0013]在一些实施方式中，步骤(1)中混合物溶液中氧化石墨烯GO和二硫化钼MoS2量子点的总质量为0.6mg。
[0014]在一些实施方式中，步骤(2)中的基膜采用孔径为0.22μm的多孔尼龙滤膜。
[0015]在一些实施方式中，步骤(3)中的干燥是在环境温度下干燥过夜。
[0016]与现有技术中相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术是专利技术人受纳米布沙漠甲虫外壳的启发，将二硫化钼MoS2量子点掺入氧化石墨烯GO中，制备出异质结构层状膜。通过本专利技术方案得到的层状二维膜形成了一个双功能区，其中亲水区对极性溶剂表现出优异的溶解性能，当加入适量的MDQs(二硫化钼MoS2量子点)时，亲水区有利于极性溶剂的释放(非极性溶剂表现出相反的性能)。双功能区实现了溶解和放电的协同效应，成功地提高了各种溶剂的传输效率，各种溶剂对层状二维膜的通量是纯氧化石墨烯GO制成的膜的三倍以上。同时，层状二维膜也具有良好的稳定性。
附图说明
[0017]图1为本专利技术对比例及实施例1
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4中层状二维膜制备过程图；
[0018]图2为本专利技术对比例及实施例1
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4中制备得到的层状二维膜的纯有机溶剂通量；
[0019]图3为本专利技术对比例及实施例1
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4中制备得到的层状二维膜对不同染料有机溶剂的截留率；
[0020]图4为本专利技术实施例2中制备得到的GM
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10膜的TEM图像。
具体实施方式
[0021]下面结合各实施方式对本公开进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本公开的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本公开的保护范围之内。
[0022]如无特殊说明，本说明书各实施例中的术语“环境温度”具体为15℃
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25℃；术语“h”具体为时间计量单位：小时；术语“ml”具体为体积单位：毫升；术语“mg”为重量单位：毫克，术语“μm”具体为长度单位：微米；术语“nm”具体为长度单位：纳米；术语“L”具体为体积单位：升。
[0023]在本专利技术中，0.1mg/ml的氧化石墨烯GO溶液的制备方法为：在连续搅拌下，将10mg氧化石墨烯GO加入100ml去离子水中，并超声10分钟，形成0.1mg/ml的氧化石墨烯GO溶液。
[0024]0.01mg/ml二硫化钼MoS2量子点溶液的制备方法为：在连续搅拌下，将10mg二硫化钼MoS2量子点加入1000ml去离子水中，并超声10分钟，形成0.01mg/ml的二硫化钼MoS2量子点溶液。下文中的MDQs指的是二硫化钼MoS2量子点。
[0025]其他能够制备0.01mg/ml二硫化钼MoS2量子点溶液和0.1mg/ml的氧化石墨烯GO溶液的方法也可应用到本专利技术中。
[0026]以下是根据本专利技术所述制备方法制得层状二维膜的具体实施例：
[0027]对比例
[0028]对比例是仅用氧化石墨烯GO制备的膜，其中中不含有二硫化钼MoS2量子点。
[0029](1)制备0.1mg/ml的氧化石墨烯GO溶液。
[0030](2)在250ml去离子水中加入6ml稀释的氧化石墨烯GO溶液，超声30分钟，形成均匀的GO溶液。该溶液中没有加入二硫化钼MoS2量子点。
[0031](2)用孔径为0.22μm的多孔尼龙基膜真空过滤上述氧化石墨烯GO溶液，并在环境温度下干燥过夜。
[0032](3)得到二硫化钼MoS2量子点的质量比为0％的纯氧化石墨烯GO膜，标记为GO。
[0033]实施例1
[0034]实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GO/MoS2量子点层状二维膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备氧化石墨烯GO和二硫化钼MoS2量子点的混合物溶液：制备0.01mg/ml的二硫化钼MoS2量子点溶液和0.1mg/ml的氧化石墨烯GO溶液；在250ml去离子水中加入稀释的氧化石墨烯GO溶液和二硫化钼MoS2量子点溶液；超声20
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40分钟使之形成混合均匀的混合物溶液；(2)使用基膜真空过滤步骤(1)制得的混合物溶液，得湿润的层状二维膜；(3)对步骤(2)制得的湿润的层状二维膜进行干燥，得层状二维膜。2.根据权利要求1所述的一种GO/MoS2量子点层状二维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)混合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚晨，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：