一种层状结构石墨烯过滤膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种层状结构石墨烯过滤膜及其制备方法，所述方法包括：采用化学气相沉积法制备单层石墨烯；采用介孔掩模板结合氧等离子体刻蚀法在单层石墨烯内引入均一孔径分布的亚纳米孔，获得单层纳米孔石墨烯；将所获得的单层纳米孔石墨烯利用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)辅助转移方法进行交错堆叠，获得层状结构石墨烯过滤膜。本发明专利技术的有益效果为：本发明专利技术中制备的层状结构石墨烯过滤膜由原子薄层二维材料组成，具有超薄的膜厚度。与现有的膜厚度较厚的商用过滤膜相比，水分子传输通道短，具有水分子快速传输特性和高渗透率；该过滤膜含有均一分布的亚纳米孔，具有分子/离子高效选择性筛分性能；该方法简单可行，在分离领域具有广阔应用前景。具有广阔应用前景。具有广阔应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种层状结构石墨烯过滤膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及分离膜材料
，特别涉及一种层状结构石墨烯过滤膜的制备方法。

技术介绍

[0002]水资源是人类生存和经济发展不可或缺的重要资源。随着人类生活水平的提高和经济的飞速发展，全球正面临着淡水资源短缺的严峻挑战。海水淡化是解决人类淡水资源紧缺的有效途径之一。膜分离技术是利用分离膜材料实现水和分子/离子的分离，具有能耗低、分离效率高、环境污染低、通用性强等优势。其中，反渗透技术是当前水资源净化领域采用的主要方法，反渗透过滤膜的渗透率和选择性对水净化的效率起到了关键性作用。理想的反渗透过滤膜应该具备以下特点：(1)足够薄的膜厚度；(2)优异的机械性能；(3)均一的孔径分布；(4)高稳定性。
[0003]在反渗透过程中，水渗透率与过滤膜厚度呈反比。原子薄层二维材料以其特有的单原子层厚度特征，可以极大的降低水分子在内部流动的阻力和分子离子与薄膜的相互作用时间，是构建超薄高效水净化薄膜的理想材料。石墨烯作为原子薄层二维材料的一种，具有超薄的膜厚度、优异的理化稳定性、抗生物污染能力以及独本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种层状结构石墨烯过滤膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括：获得单层石墨烯；采用介孔掩模板结合氧等离子体刻蚀法在所述单层石墨烯内引入均一孔径分布的亚纳米孔，获得单层纳米孔石墨烯；将所述单层纳米孔石墨烯利用聚甲基丙烯酸甲酯辅助转移方法进行交错堆叠，获得层状结构石墨烯过滤膜。2.根据权利要求1所述的的方法，其特征在于，所述采用介孔掩模板结合氧等离子体刻蚀法在所述单层石墨烯内引入均一孔径分布的亚纳米孔，获得单层纳米孔石墨烯，具体包括：将单层石墨烯薄膜置于介孔掩模板前驱体溶液中在50～60℃下生长4～6h，后老化过夜，去除表面活性剂，在氧等离子体的气氛中对石墨烯进行刻蚀，使用氢氟酸去除介孔掩模板后获得单层纳米孔石墨烯。3.根据权利要求2所述的的方法，其特征在于，所述刻蚀时间＜20S。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雁冰，袁荃，王敬锋，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：