[发明专利]一种氧化石墨烯/碳纳米管非对称分离膜的制备方法及应用方法

权利要求书

1.一种氧化石墨烯/碳纳米管非对称分离膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)采用强酸酸化处理的碳纳米管配制成均匀的碳纳米管分散液，随后通过真空抽滤装置将碳纳米管分散液抽滤到支撑膜基底上，在40～80℃下干燥2～6h，形成氧化石墨烯/碳纳米管非对称分离膜的碳纳米管层；

(2)采用Hummers法制备的氧化石墨烯配制成氧化石墨烯分散液，然后再取一定量的二元胺溶于高纯水中，配制成浓度为5～50mg L^-1的二元胺溶液，随后再向其中加入聚电解质，使混合溶液中聚电解质的含量为0.05～0.5wt.％；

(3)将步骤(2)中所制备的氧化石墨烯分散液与所制备的二元胺和聚电解质的混合溶液均匀混合，混合后的溶液通过真空抽滤装置抽滤到步骤(1)中所制备的碳纳米管层上，并用高纯水进行冲洗，随后在50～100℃下处理2～6h，得到氧化石墨烯/碳纳米管非对称分离膜。

2.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯/碳纳米管非对称分离膜的制备方法，其特征在于，所述的二元胺所指为乙二胺、邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺。

3.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯/碳纳米管非对称分离膜的制备方法，其特征在于，所述的聚电解质所指为聚苯乙烯磺酸、聚乙烯磺酸、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚磷酸盐、聚硅酸盐、聚乙烯亚胺、聚(丙烯胺盐酸盐)、聚二烯丙基二甲基氯化铵。

4.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯/碳纳米管非对称分离膜的制备方法，其特征在于，所述形成的氧化石墨烯/碳纳米管非对称分离膜的氧化石墨烯层的厚度为0.1～1.0μm。

5.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯/碳纳米管非对称分离膜的制备方法，其特征在于，所述形成的碳纳米管层的厚度为0.5～5.0μm。

6.一种采用权利要求1所述制备方法得到的氧化石墨烯/碳纳米管非对称分离膜的应用方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将权利要求1所述制备方法得到的氧化石墨烯/碳纳米管非对称分离膜密封于膜组件中，分离膜的碳纳米管层作为工作电极，在原液侧与膜平行放置一对电极，分离膜的氧化石墨烯层处于工作电极和对电极之间，通过导线将工作电极和对电极连接到直流稳压电源上；

(2)通过直流稳压电源施加电压，采用错流过滤方式，待过滤原液在跨膜压差作用下透过氧化石墨烯/碳纳米管非对称分离膜，实现电场辅助膜过滤过程。

7.根据权利要求6所述的一种氧化石墨烯/碳纳米管非对称分离膜的应用方法，其特征在于，所述的膜电极和对电极间距为0.05～5mm。

8.根据权利要求6所述的一种氧化石墨烯/碳纳米管非对称分离膜的应用方法，其特征在于，所述的电压的范围为0～5V。

9.根据权利要求6所述的一种氧化石墨烯/碳纳米管非对称分离膜的应用方法，其特征在于，所述的工作电极上的偏压为-1.5～+1.5V vs.SCE。

10.根据权利要求6所述的一种氧化石墨烯/碳纳米管非对称分离膜的应用方法，其特征在于，当氧化石墨烯层荷负电时，工作电极上施加负偏压；当氧化石墨烯层荷正电时，工作电极上施加正偏压。