[发明专利]一种混合基质膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种混合基质膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将焦油颗粒贴于平板表面，作为支撑体；

2)将改性的氧化石墨烯分散于有机溶剂中，混合均匀，加入聚合物基质并在室温下持续搅拌，然后加入交联剂和催化剂，并在室温下搅拌后静置脱泡，得到铸膜液；

3)将铸膜液倒入步骤1)所述平板的支撑体表面，后放入刮膜机中刮膜，将得到的膜置于室温下待溶剂挥发，然后将膜热处理烘干，将烘干的膜从平板上剥离得到以焦油颗粒支撑的改性氧化石墨烯-聚合物混合基质膜；

所述焦油颗粒为TDI焦油颗粒，其是来自甲苯二异氰酸酯生产过程中的副产物；焦油颗粒的比表面积为200-400m²/g；

所述改性的氧化石墨烯与焦油颗粒的质量比为1:(0.1-1)；

所述改性的氧化石墨烯与聚合物基质的质量比为1:(1-5)；

所述改性的氧化石墨烯的制备方法包括：将氧化石墨烯粉末和胺基化试剂混合后进行反应改性；反应结束后对溶液进行固液分离，将分离得到的固体加入至醇类溶剂中，进行洗涤；将洗涤后的固体干燥；

所述步骤1)中还包括支撑体的预处理：将贴于平板的焦油颗粒浸没于水中，浸泡20-30小时，取出并擦干表面水分。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于,焦油颗粒的比表面积为250-400m²/g。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于,所述聚合物基质选自聚二甲基硅氧烷、聚乙烯醇和砜类聚合物中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于,所述聚合物基质为聚二甲基硅氧烷。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于,所述改性的氧化石墨烯与焦油颗粒的质量比为1:(0.5-0.6)。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于,所述改性的氧化石墨烯与聚合物基质的质量比为1:(2-3)。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于,所述改性的氧化石墨烯、焦油颗粒以及聚合物基质之间的质量比例是2:1:4。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述胺基化试剂选自硝酸铵、1，6-己二胺、1，8-辛二胺、十二胺、十四胺和十八胺中的两种或多种；

所述氧化石墨烯粉末与胺基化试剂的质量比为1:(0.5-12)；

所述醇类溶剂为乙醇和/或乙二醇；所述氧化石墨烯粉末与醇类溶剂的质量比为1:(1-5)。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯粉末与胺基化试剂的质量比为1:(1-10)；所述氧化石墨烯粉末与醇类溶剂的质量比为1:(2-3)。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述改性的反应温度为35-65℃，改性的反应时间为10～25min；所述干燥包括：将洗涤后固体在80-100℃下烘干2-3小时，烘干次数为2-4次。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述改性的反应温度为45-55℃，改性的反应时间为15-20min；所述干燥的烘干温度为90-100℃，烘干时间为3h。

12.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述改性的氧化石墨烯与有机溶剂的质量比为1:(20-40)；所述改性的氧化石墨烯与交联剂的质量比为1:(0.01-0.1)；所述改性的氧化石墨烯与催化剂的质量比为1:(0.01-0.1)；

所述有机溶剂选自正庚烷、无水乙醇和二甲基甲酰胺中的一种或多种；所述交联剂选自正硅酸四乙酯、丁烯二酸丙二醇酯和正硅酸三甲酯中的一种或多种；所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、马来酸丁基锡中二丁基氧化锡的一种或多种。