膜浸泡在步骤(2)中的环糊精/氧化石墨烯水溶液中5分钟，取出后再浸泡在均苯酰氯正己烷溶液3分钟；然后在90°C下固化9分钟，得到复合正渗透膜。
[0064]本实施例中制备的正渗透膜，在正渗透模式下，即活性层在进料侧，多孔层在提取液侧，该复合正渗透膜以2g/L的氯化钠水溶液为原液，以2mol/L的葡萄糖水溶液为汲取液，水通量为22L/m2h，截留率为97%。
[0065]实施例4:
[0066]步骤(I):
[0067]将0.7 %的氧化石墨烯与4%的乙醇和聚乙二醇(质量比1:1)加在容器中预先常温搅拌20小时，在40千赫兹、温度为80°C的超声场中超声2小时后再加入70.5的％二甲基亚砜、15 %的聚砜搅拌溶解，搅拌温度为50 0C、搅拌时间为15小时，在75 °C下静止放置30小时，进行脱泡；30千赫兹、温度为75°C的超声场中作用1.5小时，得到氧化石墨烯分散均匀的聚砜铸膜液；
[0068]步骤⑵:
[0069]将2.5%的环糊精混合物(按质量比为1:1的β -环糊精和γ -环糊精)、0.08%的氧化石墨烯溶解在蒸馏水中，在55千赫兹、温度为78°C的超声场中超声0.24小时后，配制成环糊精/氧化石墨烯水溶液；将1.5 %的均苯酰氯溶解在正己烷中，配制成均苯酰氯正己烷溶液；
[0070]步骤⑶:
[0071]用ΙΟμπι厚的刮刀将分散均匀的聚砜铸膜液刮在无纺布上，然后浸入10°C凝固浴去离子水中，成膜后，用去离子水除去残余溶剂，得到聚砜超滤底膜；
[0072]步骤⑷:
[0073]将聚砜超滤底膜浸泡在步骤(2)中的环糊精/氧化石墨烯水溶液中3分钟，取出后再浸泡在均苯酰氯正己烷溶液I分钟；然后在125°C下固化13分钟，得到复合正渗透膜。
[0074]本实施例中制备的正渗透膜，在正渗透模式下，即活性层在进料侧，多孔层在提取液侧，该复合正渗透膜以2g/L的氯化钠水溶液为原液，以2mol/L的葡萄糖水溶液为汲取液，水通量为23L/m2h，截留率为98%。
[0075]实施例5:
[0076]步骤(I):
[0077]将0.8 %氧化石墨烯与5%的有机添加剂混合液(质量比为1:1的聚乙二醇或乙二醇)加在容器中预先常温搅拌6小时，在90千赫兹、温度为85°C的超声场中超声0.9小时后再加入75%的溶剂混合液(质量比为1:1的二甲基乙酰胺或二甲基甲酰胺)、15%的聚砜搅拌溶解，搅拌温度为85°C、搅拌时间为20小时，在45°C下静止放置33小时，进行脱泡；75千赫兹、温度为60°C的超声场中作用4小时，得到氧化石墨烯分散均匀的聚砜铸膜液；
[0078]步骤⑵:
[0079]将0.35%的环糊精混合物(质量比为1:1的β-环糊精和丫-环糊精)、0.09%的氧化石墨烯溶解在蒸馏水中，在35千赫兹、温度为30°C的超声场中超声0.5小时后，配制成环糊精/氧化石墨烯水溶液；将0.65 %的均苯酰氯溶解在正己烷中，配制成均苯酰氯正己烷溶液；
[0080]步骤(3):
[0081]用160μπι厚的刮刀将分散均匀的聚砜铸膜液刮在无纺布上，然后浸入15°C的凝固浴去离子水中，成膜后，用去离子水除去残余溶剂，得到聚砜超滤底膜；
[0082]步骤⑷:
[0083]将聚砜超滤底膜浸泡在步骤(2)中的环糊精/氧化石墨烯水溶液中7分钟，取出后再浸泡在均苯酰氯正己烷溶液I分钟；然后在135°C下固化9分钟，得到复合正渗透膜。
[0084]本实施例中制备的正渗透膜，在正渗透模式下，即活性层在进料侧，多孔层在提取液侧，该复合正渗透膜以2g/L的氯化钠水溶液为原液，以2mol/L的葡萄糖水溶液为汲取液，水通量为25L/m2h，截留率为98.8%。
[0085]实施例6:
[0086]步骤(I):
[0087]将0.3 %氧化石墨烯与0.1%的有机添加剂(聚乙二醇和乙二醇按质量比为1:2)加在容器中预先常温搅拌12小时，在20千赫兹、温度为30°C的超声场中超声0.1小时后再加入59%的溶剂(按质量比二甲基乙酰胺和二甲基甲酰胺的比例为1:2)、10%的聚砜搅拌溶解，搅拌温度为30°C、搅拌时间为12小时，在30°C下静止放置18小时，进行脱泡；20千赫兹、温度为50°C的超声场中作用I小时，得到氧化石墨烯分散均匀的聚砜铸膜液；
[0088]步骤⑵:
[0089]将0.05%的环糊精(α -环糊精和β -环糊精按质量比为1:2)、0.05%的氧化石墨烯溶解在蒸馏水中，在20千赫兹、温度为25°C的超声场中超声0.5小时后，配制成环糊精/氧化石墨烯水溶液；将0.05 %均苯酰氯溶解在正己烷中，配制成均苯酰氯正己烷溶液；
[0090]步骤(3):
[0091]用170 μπι厚的刮刀将分散均匀的聚砜铸膜液刮在无纺布上，然后浸入8°C的凝固浴去离子水中，成膜后，用去离子水除去残余溶剂，得到聚砜超滤底膜；
[0092]步骤⑷:
[0093]将聚砜超滤底膜浸泡在步骤(2)中的环糊精/氧化石墨烯水溶液中I分钟，取出后再浸泡在均苯酰氯正己烷溶液0.5分钟；然后在60°C下固化2分钟，得到复合正渗透膜。
[0094]本实施例中制备的正渗透膜，在正渗透模式下，即活性层在进料侧，多孔层在提取液侧，该复合正渗透膜以2g/L的氯化钠水溶液为原液，以2mol/L的葡萄糖水溶液为汲取液，水通量为20L/m2h，截留率为97%。
[0095]实施例7:
[0096]步骤(I):
[0097]将0.9 %的氧化石墨烯与8%的有机添加剂(乙二醇和乙醇按质量比为1:4)加在容器中预先常温搅拌23小时，在90千赫兹、温度为80°C的超声场中超声0.1小时后再加入89 %的溶剂(按质量比二甲基亚砜和甲基吡咯烷酮的比例为1:4)、28 %的聚砜搅拌溶解，搅拌温度为90°C、搅拌时间为23小时，在70°C下静止放置35小时，进行脱泡；90千赫兹、温度为80°C的超声场中作用I小时，得到氧化石墨烯分散均匀的聚砜铸膜液；
[0098]步骤⑵:
[0099]将5 %的环糊精(β -环糊精和γ -环糊精按质量比为1:4)、I %的氧化石墨烯溶解在蒸馏水中，在90千赫兹、温度为25°C的超声场中超声3小时后，配制成环糊精/氧化石墨烯水溶液；将0.09 %均苯酰氯溶解在正己烷中，配制成均苯酰氯正己烷溶液；
[0100]步骤(3):
[0101]用130 μπι厚的刮刀将分散均匀的聚砜铸膜液刮在无纺布上，然后浸入29°C的凝固浴去离子水中，成膜后，用去离子水除去残余溶剂，得到聚砜超滤底膜；
[0102]步骤⑷:
[0103]将聚砜超滤底膜浸泡在步骤(2)中的环糊精/氧化石墨烯水溶液中I分钟，取出后再浸泡在均苯酰氯正己烷溶液3分钟；然后在140°C下固化10分钟，得到复合正渗透膜。
[0104]本实施例中制备的正渗透膜，在正渗透模式下，即活性层在进料侧，多孔层在提取液侧，该复合正渗透膜以2g/L的氯化钠水溶液为原液，以2mol/L的葡萄糖水溶液为汲取液，水通量为24L/m2h，截留率为98.6%。
[0105]本发明方法以聚乙二醇等作为有机添加剂，以氧化石墨烯为无机添加剂制备出聚砜超滤膜，由于氧化石墨烯自身的亲水性，使得膜的亲水性增加，有利于减小正渗透过程中存在的内浓差极化问题，提高正渗透的水通量。同时可通过氧化石墨烯本身具有的抗菌、力学性能来增加膜的抗菌性和机械性能。此外采用界面聚合物质环糊精/氧化石墨烯，有利于减小正渗透过程中存在的内浓差极化问题，提高正渗透的水通量。环糊精、氧化石墨烯都具有较好的亲水性，抗污染性。
【主权项】
1.一种氧化石墨烯基正渗透膜的制备方法，其特征在于:所述制备方法的步骤为: 步骤⑴: 将质量比为0.1?I %的氧化石墨烯与质量比为0.1?8 %的有机添加剂加在容器中预先常温搅拌12?24小时，超声0.1?5小时后再加入质量比为59?90 %的溶剂、质量比为10?30 %的聚砜搅拌溶解，搅拌温度为30?100°C、搅拌时间为12?24小时，在30?80°C下静止放置18?36小时，进行脱泡；在超声场中作用I?5小时，得到氧化石墨烯分散均匀的聚砜铸膜液； 步骤⑵: 将环糊精、氧化石墨烯溶解分散在蒸馏水中，在频率为20?100千赫兹、温度为25?90°C超声场中超声0.1?5小时，配制成环糊精质量百分比为0.05?5 %、氧化石墨烯的质量百分比为0.05?I %的环糊精/氧化石墨烯水溶液；将均苯酰氯溶解在正己烷中，配制成均苯酰氯质量百分比为0.05?5 %的均苯酰氯正己烷溶液； 步骤⑶: 用厚度为10?180 μ m的刮刀将分散均匀的聚砜铸膜液刮在无纺布上，然后浸入温度为5?30°C的凝固浴去离子水中，成膜后，用去离子水除去残余溶剂，得到聚砜超滤底膜； 步骤(4):将聚砜超滤底膜浸泡在步骤(2)中的环糊精/氧化石墨烯水溶液中I?8分钟，取出后再浸泡在均苯酰氯正己烷溶液0.5?5分钟；然后在60?150°C下固化2?15分钟，得到氧化石墨烯基正渗透膜。2.根据权利要求1所述的氧化石墨烯基正渗透膜的制备方法，其特征在于:所述超声场的频率为20?100千赫兹，超声场的温度为25?90°C。3.根据权利要求1所述的氧化石墨烯基正渗透膜的制备方法，其特征在于:所述有机添加剂为聚乙二醇或乙二醇或乙醇或者为聚乙二醇、乙二醇、乙醇中任意两种质量比为1:1?1:4的混合物。4.根据权利要求1所述的氧化石墨烯基正渗透膜的制备方法，其特征在于:所述溶剂为二甲基乙酰胺或二甲基甲酰胺或二甲基亚砜或甲基吡咯烷酮或者为二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、甲基吡咯烷酮中任意两种质量比为1:1?1:4的混合物；所述聚砜的分子量为40000?80000道尔顿；5.根据权利要求1所述的氧化石墨烯基正渗透膜的制备方法，其特征在于:所述环糊精为α-环糊精或β-环糊精或γ-环糊精或者为α -环糊精、β-环糊精、γ -环糊精中任意两种质量比为1:1?1:4的混合物。6.根据权利要求1所述的氧化石墨烯基正渗透膜的制备方法，其特征在于:所述氧化石墨稀的平均粒径为0.5?2微米。
【专利摘要】本发明公开了一种氧化石墨烯基正渗透膜的制备方法，步骤分为四个步骤：配制氧化石墨烯分散均匀的聚砜铸膜液；配制成均苯酰氯质量百分比为0.05～5﹪的均苯酰氯正己烷溶液；用去离子水除去残余溶剂，得到聚砜超滤底膜；得到氧化石墨烯基正渗透膜。本发明制备的正渗透膜具有很高机械强度，耐溶剂性，抗污染性，具有较高的水通量和高盐截留率，为制备正渗透膜开辟了一条新途径，可以用于急救水袋、植物保护箱、海水淡化、硬水软化、工业废水等领域。
【IPC分类】B01D71/06, B01D67/00, B01D71/02, B01D71/68
【公开号】CN105032207
【申请号】CN201510474540
【发明人】薛立新, 赵秀兰, 张安将, 盛建芳, 潘惠凯
【申请人】中国科学院宁波材料技术与工程研究所, 宁波莲华环保科技股份有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月5日