[0033] 以下对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0034] 实施例1:一种基于石墨烯氧化物的海水淡化复合膜,厚度为80微米。按过滤方向依次包括微孔陶瓷层、石墨烯氧化物层和二氧化硅气相层;所述微孔陶瓷层的平均过滤孔径为5微米,所述石墨烯氧化物层的平均过滤孔径为2纳米,所述二氧化硅气相层的平均过滤孔径为30微米。
[0035] 一种基于石墨烯氧化物的海水淡化复合膜的制备方法,包括如下步骤:
[0036] (1)配制陶瓷浆料,将陶瓷浆料涂覆于平滑的基板上,辊压后进行干燥,固化后形成微孔陶瓷层,将微孔陶瓷层从基板上剥离。
[0037] 所述陶瓷浆料包括以下重量份的物质组成:陶瓷微粉50份、氧化铝微粉15份、正硅酸四乙酯100份、钛酸丁酯25份、聚酰亚胺树脂60份、丙烯酸[N-甲基全氟丁烷磺酰胺基]乙酯10份、苯基三甲氧基硅烷45份、N-甲基吡咯烷酮45份、水15份。
[0038] 所述陶瓷浆料的制备方法如下:将正硅酸四乙酯、钛酸丁酯、苯基三甲氧基硅烷和N-甲基吡咯烷酮进行混合,得到混合溶液,接着向混合溶液中添加聚酰亚胺树脂和丙烯酸[N-甲基全氟丁烷磺酰胺基]乙酯,搅拌均匀,添加水后,调节溶液pH为5-6,在搅拌条件下进行水解反应,反应后再加入陶瓷微粉和氧化铝微粉,搅拌分散均匀后制得陶瓷浆料。
[0039] (2)制备石墨烯氧化物溶液,将其喷涂于微孔陶瓷层表面,然后进行真空抽滤使其形成石墨烯氧化物层。该石墨烯氧化物层可喷涂多层,在前一层干燥后喷涂后一层。
[0040] 所述石墨烯氧化物溶液的制备方法如下:按固液比13g/L将石墨烯添加至98wt%的浓硫酸中,然后在20℃下搅拌反应5h,过滤后得到未完全氧化的石墨烯氧化物,将石墨烯氧化物分散于水中制得配制成35wt%的石墨烯氧化物溶液。
[0041] 所述石墨烯的粒径为10-100纳米,层数为2-10层。
[0042] (3)配制二氧化硅气相涂料,将其涂覆于石墨烯氧化物层表面,静置陈化后,烘干形成二氧化硅气相层,制得成品。
[0043] 所述二氧化硅气相涂料的制备方法如下:将正硅酸四乙酯添加到其90倍质量的70wt%乙醇水溶液中,升温至60℃,然后滴加10wt%的盐酸溶液,使正硅酸四乙酯反应形成二氧化硅溶胶,完全反应后制得二氧化硅气相涂料。
[0044] 实施例2:一种基于石墨烯氧化物的海水淡化复合膜,厚度为50微米。按过滤方向依次包括微孔陶瓷层、石墨烯氧化物层和二氧化硅气相层;所述微孔陶瓷层的平均过滤孔径为1微米,所述石墨烯氧化物层的平均过滤孔径为1纳米,所述二氧化硅气相层的平均过滤孔径为25微米。
[0045] 一种基于石墨烯氧化物的海水淡化复合膜的制备方法,包括如下步骤:
[0046] (1)配制陶瓷浆料,将陶瓷浆料涂覆于平滑的基板上,辊压后进行干燥,固化后形成微孔陶瓷层,将微孔陶瓷层从基板上剥离。
[0047] 所述陶瓷浆料包括以下重量份的物质组成:陶瓷微粉40份、氧化铝微粉10份、正硅酸四乙酯90份、钛酸丁酯20份、聚酰亚胺树脂50份、丙烯酸[N-甲基全氟丁烷磺酰胺基]乙酯5份、苯基三甲氧基硅烷40份、N-甲基吡咯烷酮40份、水10份。
[0048] 所述陶瓷浆料的制备方法如下:将正硅酸四乙酯、钛酸丁酯、苯基三甲氧基硅烷和N-甲基吡咯烷酮进行混合,得到混合溶液,接着向混合溶液中添加聚酰亚胺树脂和丙烯酸[N-甲基全氟丁烷磺酰胺基]乙酯,搅拌均匀,添加水后,调节溶液pH为5-6,在搅拌条件下进行水解反应,反应后再加入陶瓷微粉和氧化铝微粉,搅拌分散均匀后制得陶瓷浆料。
[0049] (2)制备石墨烯氧化物溶液,将其喷涂于微孔陶瓷层表面,然后进行真空抽滤使其形成石墨烯氧化物层。该石墨烯氧化物层可喷涂多层,在前一层干燥后喷涂后一层。
[0050] 所述石墨烯氧化物溶液的制备方法如下:按固液比10g/L将石墨烯添加至98wt%的浓硫酸中,然后在15℃下搅拌反应6h,过滤后得到未完全氧化的石墨烯氧化物,将石墨烯氧化物分散于水中制得配制成30wt%的石墨烯氧化物溶液。
[0051] 所述石墨烯的粒径为10-100纳米,层数为2-10层。
[0052] (3)配制二氧化硅气相涂料,将其涂覆于石墨烯氧化物层表面,静置陈化后,烘干形成二氧化硅气相层,制得成品。
[0053] 所述二氧化硅气相涂料的制备方法如下:将正硅酸四乙酯添加到其80倍质量的65wt%乙醇水溶液中,升温至55℃,然后滴加8wt%的盐酸溶液,使正硅酸四乙酯反应形成二氧化硅溶胶,完全反应后制得二氧化硅气相涂料。
[0054] 实施例3:一种基于石墨烯氧化物的海水淡化复合膜,厚度为100微米。按过滤方向依次包括微孔陶瓷层、石墨烯氧化物层和二氧化硅气相层;所述微孔陶瓷层的平均过滤孔径为10微米,所述石墨烯氧化物层的平均过滤孔径为5纳米,所述二氧化硅气相层的平均过滤孔径40微米。
[0055] 一种基于石墨烯氧化物的海水淡化复合膜的制备方法,包括如下步骤:
[0056] (1)配制陶瓷浆料,将陶瓷浆料涂覆于平滑的基板上,辊压后进行干燥,固化后形成微孔陶瓷层,将微孔陶瓷层从基板上剥离。
[0057] 所述陶瓷浆料包括以下重量份的物质组成:陶瓷微粉60份、氧化铝微粉20份、正硅酸四乙酯110份、钛酸丁酯30份、聚酰亚胺树脂70份、丙烯酸[N-甲基全氟丁烷磺酰胺基]乙酯15份、苯基三甲氧基硅烷50份、N-甲基吡咯烷酮50份、水20份。
[0058] 所述陶瓷浆料的制备方法如下:将正硅酸四乙酯、钛酸丁酯、苯基三甲氧基硅烷和N-甲基吡咯烷酮进行混合,得到混合溶液,接着向混合溶液中添加聚酰亚胺树脂和丙烯酸[N-甲基全氟丁烷磺酰胺基]乙酯,搅拌均匀,添加水后,调节溶液pH为5-6,在搅拌条件下进行水解反应,反应后再加入陶瓷微粉和氧化铝微粉,搅拌分散均匀后制得陶瓷浆料。
[0059] (2)制备石墨烯氧化物溶液,将其喷涂于微孔陶瓷层表面,然后进行真空抽滤使其形成石墨烯氧化物层。该石墨烯氧化物层可喷涂多层,在前一层干燥后喷涂后一层。
[0060] 所述石墨烯氧化物溶液的制备方法如下:按固液比15g/L将石墨烯添加至98wt%的浓硫酸中,然后在25℃下搅拌反应6h,过滤后得到未完全氧化的石墨烯氧化物,将石墨烯氧化物分散于水中制得配制成40wt%的石墨烯氧化物溶液。
[0061] 所述石墨烯的粒径为10-100纳米,层数为2-10层。
[0062] (3)配制二氧化硅气相涂料,将其涂覆于石墨烯氧化物层表面,静置陈化后,烘干形成二氧化硅气相层,制得成品。
[0063] 所述二氧化硅气相涂料的制备方法如下:将正硅酸四乙酯添加到其100倍质量的75wt%乙醇水溶液中,升温至65℃,然后滴加12wt%的盐酸溶液,使正硅酸四乙酯反应形成二氧化硅溶胶,完全反应后制得二氧化硅气相涂料。
[0064] 实施例4:一种基于石墨烯氧化物的海水淡化复合膜,厚度为60微米。按过滤方向依次包括微孔陶瓷层、石墨烯氧化物层和二氧化硅气相层;所述微孔陶瓷层的平均过滤孔径为8微米,所述石墨烯氧化物层的平均过滤孔径为3纳米,所述二氧化硅气相层的平均过滤孔径为40微米。
[0065] 一种基于石墨烯氧化物的海水淡化复合膜的制备方法,包括如下步骤:
[0066] (1)配制陶瓷浆料,将陶瓷浆料涂覆于平滑的基板上,辊压后进行干燥,固化后形成微孔陶瓷层,将微孔陶瓷层从基板上剥离。
[0067] 所述陶瓷浆料包括以下重量份的物质组成:陶瓷微粉45份、氧化铝微粉12份、正硅酸四乙酯105份、钛酸丁酯25份、聚酰亚胺树脂55份、丙烯酸[N-甲基全氟丁烷磺酰胺基]乙酯12份、苯基三甲氧基硅烷45份、N-甲基吡咯烷酮45份、水15份。
[0068] 所述陶瓷浆料的制备方法如下:将正硅酸四乙酯、钛酸丁酯、苯基三甲氧基硅烷和N-甲基吡咯烷酮进行混合,得到混合溶液,接着向混合溶液中添加聚酰亚胺树脂和丙烯酸[N-甲基全氟丁烷磺酰胺基]乙酯,搅拌均匀,添加水后,调节溶液pH为5-6,在搅拌条件下进行水解反应,反应后再加入陶瓷微粉和氧化铝微粉,搅拌分散均匀后制得陶瓷浆料。
[0069] (2)制备石墨烯氧化物溶液,将其喷涂于微孔陶瓷层表面,然后进行真空抽滤使其形成石墨烯氧化物层。该石墨烯氧化物层可喷涂多层,在前一层干燥后喷涂后一层。
[0070] 所述石墨烯氧化物溶液的制备方法如下:按固液比13g/L将石墨烯添加至98wt%的浓硫酸中,然后在18℃下搅拌反应4.5h,过滤后得到未完全氧化的石墨烯氧化物,将石墨烯氧化物分散于水中制得配制成30wt%的石墨烯氧化物溶液。
[0071] 所述石墨烯的粒径为10-100纳米,层数为2-10层。
[0072] (3)配制二氧化硅气相涂料,将其涂覆于石墨烯氧化物层表面,静置陈化后,烘干形成二氧化硅气相层,制得成品。
[0073] 所述二氧化硅气相涂料的制备方法如下:将正硅酸四乙酯添加到其95倍质量的70wt%乙醇水溶液中,升温至58℃,然后滴加9wt%的盐酸溶液,使正硅酸四乙酯反应形成二氧化硅溶胶,完全反应后制得二氧化硅气相涂料。
[0074] 实施例5:一种基于石墨烯氧化物的海水淡化复合膜,厚度为70微米。按过滤方向依次包括微孔陶瓷层、石墨烯氧化物层和二氧化硅气相层;所述微孔陶瓷层的平均过滤孔径为4微米,所述石墨烯氧化物层的平均过滤孔径为4纳米,所述二氧化硅气相层的平均过滤孔径为40微米。
[0075] 一种基于石墨烯氧化物的海水淡化复合膜的制备方法,包括如下步骤:
[0076] (1)配制陶瓷浆料,将陶瓷浆料涂覆于平滑的基板上,辊压后进行干燥,固化后形成微孔陶瓷层,将微孔陶瓷层从基板上剥离。
[0077] 所述陶瓷浆料包括以下重量份的物质组成:陶瓷微粉55份、氧化铝微粉18份、正硅酸四乙酯95份、钛酸丁酯26份、聚酰亚胺树脂55份、丙烯酸[N-甲基全氟丁烷磺酰胺基]乙酯7份、苯基三甲氧基硅烷46份、N-甲基吡咯烷酮42份、水18份。
[0078] 所述陶瓷浆料的制备方法如下:将正硅酸四乙酯、钛酸丁酯、苯基三甲氧基硅烷和N-甲基吡咯烷酮进行混合,得到混合溶液,接着向混合溶液中添加聚酰亚胺树脂和丙烯酸[N-甲基全氟丁烷磺酰胺基]乙酯,搅拌均匀,添加水后,调节溶液pH为5-6,在搅拌条件下进行水解反应,反应后再加入陶瓷微粉和氧化铝微粉,搅拌分散均匀后制得陶瓷浆料。
[0079] (2)制备石墨烯氧化物溶液,将其喷涂于微孔陶瓷层表面,然后进行真空抽滤使其形成石墨烯氧化物层。该石墨烯氧化物层可喷涂多层,在前一层干燥后喷涂后一层。
[0080] 所述石墨烯氧化物溶液的制备方法如下:按固液比11g/L将石墨烯添加至98wt%的浓硫酸中,然后在22℃下搅拌反应5.5h,过滤后得到未完全氧化的石墨烯氧化物,将石墨烯氧化物分散于水中制得配制成38wt%的石墨烯氧化物溶液。
[0081] 所述石墨烯的粒径为10-100纳米,层数为2-10层。
[0082] (3)配制二氧化硅气相涂料,将其涂覆于石墨烯氧化物层表面,静置陈化后,烘干形成二氧化硅气相层,制得成品。
[0083] 所述二氧化硅气相涂料的制备方法如下:将正硅酸四乙酯添加到其100倍质量的70wt%乙醇水溶液中,升温至62℃,然后滴加11wt%的盐酸溶液,使正硅酸四乙酯反应形成二氧化硅溶胶,完全反应后制得二氧化硅气相涂料。
[0084] 将实施例1-5的淡化复合膜与市购淡化膜(对比例1、对比例2)的脱盐率进行对比,对比数据如下:
[0085] 组别 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1 对比例2脱盐率 99.5% 99.7% 99.3% 99.2% 99.1% 95.6% 97.8%
[0086] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。