纳米多孔膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种碳纳米结构体－金属复合纳米多孔膜，其是在具有微米或纳米级气孔的分离膜支撑体的一面或两面涂布碳纳米结构体－金属的复合体。本发明专利技术还涉及一种碳纳米结构体－金属复合纳米多孔膜的制备方法。该方法包括在表面活性剂存在下，将碳纳米结构体－金属的复合体进行分散后，涂布于分离膜支撑体的一面或两面的步骤；以及将上述涂布的分离膜支撑体进行热处理，从而使上述金属熔接于上述分离膜支撑体的步骤。根据本发明专利技术的碳纳米结构体－金属复合纳米多孔膜，由于上述碳纳米结构体－金属的复合体中金属为数纳米－数百纳米级，因此具有在低温下熔融的特点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在具有微米或纳米级气孔的分离膜支撑体的一面或两面涂布碳纳米结构体-金属的复合体的碳纳米结构体-金属复合。此外， 本专利技术还涉及一种碳纳米结构体-金属复合，所述多孔膜及其制备方法用于水处理用分离膜的制备、场致发射显示器的制备、储氢装置粘结剂的制备、电极制备、超级电容器的制备、电磁屏蔽体的制备、轻量高强度应用制品的制备等。
技术介绍
最近随着工业高度化，具有高纯度分离能力的分离膜技术被认为是非常重要的领域。从化学工业、食品工业、药品工业、医疗、生物化学到环境领域的广泛领域中，分离膜技术的重要性变得日趋重要，尤其是在环境领域中对于清洁用水的要求和水不足的认识加强。利用分离膜的技术作为解决该问题的方法之一，正受到高度关注。同时，最近发现了碳纳米结构体。根据其形态可分为碳纳米管，碳纳米角，碳纳米纤维等。特别地，碳纳米管由于其优异的机械强度、导热系数、电导率及化学稳定性，从而可以能够应用于能源、环境及电子材料等多个领域。碳纳米结构体-金属的复合体是在碳纳米管中引入官能团，将引入的官能团与金属(钴、铜、镍、银等)进行反应经化学结合而获得。因含有的金属成分，使得其在场致发射显示器的制备、储氢装置粘结剂的制备、电极制备、超级电容器的制备、电磁屏蔽体的制备、 轻量高强度应用制品的制备等结构体成形制备方面具有优异的特性。关于这些碳纳米结构体-金属的复合体的材料，韩国授权专利0558966，韩国申请专利2007-007^69及韩国申请专利2008-0049464公开了制备方法。特别是在水处理领域，分离膜作为微滤(MF ；Micro Filtration)膜、超滤(UF ； Ultra Filtration)膜、纳米滤(NF ；Nano Filtration)膜、反渗透(R0 ；Reverse Osmosis) 膜、离子交换膜正在被使用，应用于工业排水处理，净水处理，污水处理，废水处理和海水淡化。水处理厂使用微过滤膜，微过滤膜还用于利用MBR(膜生物反应器)的污水处理中。超过滤膜能够去除细菌，因此应用于净水处理中，反渗透膜用于海水淡化设备。离子交换膜用于脱盐工艺。静网(Shizuoka)技术中心开发了纳米过滤膜，在分离绿茶成分方面取得了成功，东京大学山本(Yamamoto)组织开发了用于超高度水处理的MBR，超高度废水处理技术正处于实用化阶段。但是，这些分离膜存在的最大问题是膜污染。特别是由于微生物引起的膜污染会使得分离性能下降，对分离膜的寿命造成很大的障碍。这些由于微生物引起的膜污染存在降低分离膜性能及寿命的问题。因此，为了解决上述问题，正在对具有多种功能的分离膜进行持续性的研究。
技术实现思路
要解决的技术问题本专利技术是为了解决上述问题而完成，发现在现有的分离膜上涂布碳纳米结构体-金属的复合体能够解决上述问题，从而提供了本专利技术。即、本专利技术涉及涂布有新的形态的碳纳米结构体-金属的复合体的纳米多孔膜。并且，本专利技术涉及具有催化剂效果、微生物去除效果的新型纳米多孔膜。并且，本专利技术还涉及纳米多孔膜，所述纳米多孔膜具有根据碳纳米结构体-金属的复合体来调节气孔大小的微多孔性。本专利技术涉及一种碳纳米结构体-金属复合， 所述多孔膜及其制备方法用于水处理的分离膜制备、场致发射显示器的制备、储氢装置粘结剂的制备、电极制备、超级电容器的制备、电磁屏蔽体的制备、轻量高强度应用制品的制备等方面。并且，本专利技术提供新的碳纳米结构体-金属复合，所述方法使用均勻分散有数纳米-数百纳米的金属微粒的碳纳米结构体-金属的复合体。技术方案本专利技术人为了实现上述目的，不断进行了研究，结果发现使用新材料碳纳米结构体-金属的复合体能够制备碳纳米结构体-金属复合纳米多孔膜，并且制备得到的纳米多孔膜具有抗菌性。下面对本专利技术进行说明。本专利技术涉及一种碳纳米结构体-金属复合纳米多孔膜。其在具有微米或纳米级气孔的分离膜支撑体的一面或两面涂布有碳纳米结构体-金属的复合体。此外，本专利技术还提供一种碳纳米结构体-金属复合纳米多孔膜的制备方法。该方法包括将碳纳米结构体-金属的复合体分散在溶剂及表面活性剂中，然后将其涂布于分离膜支撑体的一面或两面的步骤；以及将上述涂布的分离膜支撑体进行热处理，从而使上述金属熔接于上述分离膜支撑体的步骤。上述碳纳米结构体-金属的复合体的纳米金属或金属氧化物在低温下能够熔融或烧结，由于上述金属的熔融或烧结使碳纳米结构体呈网状结构连接，从而能够制备得到纳米多孔膜。上述碳纳米结构体及金属大小为数纳米-数百纳米，更具体地，是由1纳米-500纳米大小的球形金属微粒及碳纳米结构体组成。由于上述金属的大小单位为纳米， 因此与通常大小的金属相比，金属的熔点降低。因此，即使在比较低的温度下进行热处理， 也能够使得上述金属熔融或烧结，使碳纳米结构体-金属复合体呈网状结构连接，并使得碳纳米结构体-金属的复合体和分离膜支撑体能够很好地进行结合。此外，由于上述制备得到的纳米多孔膜的大小，微生物不会被过滤，因此将上述纳米多孔膜作为水处理分离膜使用时能够有效地去除微生物。本专利技术的特征在于，上述碳纳米结构体-金属的复合体是将碳纳米结构体和金属或金属氧化物结合或混合。更详细地说，本专利技术中的上述碳纳米结构体-金属复合体包括将碳纳米结构体和金属或金属氧化物混合而得的混合物。混合碳纳米结构体和金属或金属氧化物利用加热或压缩等方法结合的混合物也能够制备碳纳米结构体-金属复合纳米多孔膜。此外，本专利技术的特征在于，根据碳纳米结构体的直径大小来控制碳纳米结构体-金属复合纳米多孔膜的气孔大小。根据上述碳纳米结构体的种类的不同，碳纳米结构体的直径也有所不同，因此可以根据碳纳米结构体的种类来控制气孔的大小。本专利技术的特征在于，纳米多孔膜的碳纳米结构体之间具有气孔，上述气孔为0. 1-500纳米。并且，本专利技术的纳米多孔膜能够应用于分离膜。下面对上述碳纳米结构体-金属的复合体进行详细说明。上述碳纳米结构体-金属的复合体的特征在于，是将分散在还原性溶剂中的碳纳米结构体的分散液和金属前体混合并进行热处理后制备得到。上述碳纳米结构体-金属的复合体通过在上述分散液中再添加稳定剂，进行混合后进行热处理制备得到。本专利技术中，上述碳纳米结构体-金属的复合体是将碳纳米结构体和金属或金属氧化物进行结合，上述碳纳米结构体可以选自单壁碳纳米管(single wall carbon nanotube)、双壁碳纳米管(double wall carbon nanotube)、多壁碳纳米管(multi wall carbon nanotube)、碳纳米角(carbon nano horn)、碳石墨j；希(carbon graphene),碳纳米纤维(carbon nano fiber)或它们的混合物。更优选为使用单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、 多壁碳纳米管。根据上述碳纳米结构体种类的不同，能够控制本专利技术制备得到的纳米多孔膜气孔的大小。上述金属可以选自下组中的一种或一种以上的金属，Mg、Al、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、 Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Rb、Sr、Y、Zr、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Cs、Ba、La、Ce、Nd、 Sm、Eu、Gd、Tb、Hf、Ir、Pt、Tl、Pb 及 Bi。上述碳纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种碳纳米结构体－金属复合纳米多孔膜，其特征在于，其是在具有微米或纳米级气孔的分离膜支撑体的一面或两面涂布碳纳米结构体－金属的复合体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴翰浯，
申请(专利权)人：株式会社百奥尼，
类型：发明
国别省市：KR