[发明专利]一种石墨烯透气膜的制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯透气膜的制备方法，包括如下工序及步骤：

工序一、制备活性炭插层石墨烯的工序：

步骤1：采用稀硝酸对活性炭进行酸化预处理；

步骤2：在溶剂中加入分散剂B并搅拌均匀，然后加入石墨烯，采用超声分散2-24h，得到石墨烯悬浮液；

步骤3：在步骤2的石墨烯悬浮液中加入活性炭，继续超声分散30min-3h，获得悬浮混合液，将该悬浮混合液经过洗涤、离心抽滤，得到活性炭插层石墨烯预制体；

步骤4：将步骤3中活性炭插层石墨烯预制体通过微波进行热处理，获得活性炭插层石墨烯粉末；

工序二、制备壳核型活性炭插层石墨烯的工序：

步骤5：将聚合单体采用去离子水配置为浓度为25%-78%的溶液，加入分散剂B、致孔剂并搅拌5-30min；

步骤6：将步骤4制得的活性炭插层石墨烯粉末进行表面偶联处理，然后加入到步骤5的溶液中，采用超声分散15-220min，获得活性炭插层石墨烯悬浮液；

步骤7：将步骤6的活性炭插层石墨烯悬浮液升温至42-85℃，然后加入交联剂，并搅拌均匀，然后加入引发剂引发聚合，并形成通孔，获得壳核型活性炭插层石墨烯预制体；

步骤8：将步骤7的壳核型活性炭插层石墨烯预制体通过造粒或粉碎工艺以及干燥处理，获得颗粒或粉末状的壳核型活性炭插层石墨烯；

工序三、制备透气膜的工序。

2.根据权利要求1所述的石墨烯透气膜的制备方法，其特征在于：所述工序三的制备透气膜的工序包括如下步骤：

步骤1：称取壳核型活性炭插层石墨烯，并将其与无机填料、PE、助剂进行配料，并搅拌混合，获得混合料；

步骤2：将混合料投放到螺杆挤出机喂料桶中进行熔融塑化后，熔体经流延辊、橡胶压辊碾压成型为透气膜基材，同时，对膜基材进行冷却、消光处理；

步骤3：采用70～90℃的预热辊对透气膜基材进行预加热10s-5min，然后将膜基材进行三级拉伸形成纳米级微孔，获得石墨烯透气膜；

步骤4：将步骤3的石墨烯透气膜依次通过热定型、冷却、电晕、切边、收卷处理后，获得石墨烯透气膜成品，其中，热定型温度为108～110℃，冷却定型温度为30℃。

3.根据权利要求1所述的石墨烯透气膜的制备方法，其特征在于：所述分散剂B为十二烷基硫酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脱氧胆酸钠、胆酸钠中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的石墨烯透气膜的制备方法，其特征在于：所述石墨烯为氧化石墨烯、还原石墨烯、膨胀石墨烯中的一种或多种，所述石墨烯的单层率大于80%，片层大小6-13μm。

5.根据权利要求4所述的石墨烯透气膜的制备方法，其特征在于：所述石墨烯为多孔石墨烯，所述多孔石墨烯为多孔氧化石墨烯、多孔还原石墨烯或多孔膨胀石墨烯中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的石墨烯透气膜的制备方法，其特征在于：所述活性炭的比表面积为1400-3800m2/g，颗粒大小为200-300目。

7.根据权利要求1所述的石墨烯透气膜的制备方法，其特征在于：所述聚合单体为丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酰胺、乙烯醇、含氟有机物中的一种或两种以上组合物。

8.根据权利要求1所述的石墨烯透气膜的制备方法，其特征在于：所述交联剂为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、多异氰酸酯、多元醇类、缩水甘油醚、无机物、丙烯酸酯类以及环氧类中的一种或多种组合。

9.根据权利要求1所述的石墨烯透气膜的制备方法，其特征在于：所述引发剂为过硫酸盐，或由以亚硫酸氢盐、抗异坏学酸盐中的其中一种为还原剂，以过硫酸盐、过氧化氢中的其中一种为氧化剂组合而成的氧化还原引发体系。

10.根据权利要求5所述的石墨烯透气膜的制备方法，其特征在于：所述多孔石墨烯的孔直径为0.5～100nm。