[发明专利]一种石墨烯聚砜超滤膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯聚砜超滤膜及其制备方法，该方法包含：步骤1，制备石墨烯粉体；步骤2，将石墨烯粉体溶于有机溶剂中，搅拌均匀；步骤3，将聚砜，聚偏氟乙烯和聚乙烯基吡咯烷酮加入搅拌釜中，加热保温；步骤4，加入第一添加剂和第一助剂，持续搅拌；步骤5，加入第二添加剂和第二助剂，持续搅拌；步骤6，将石墨烯混合液倒入反应釜中，保温并继续搅拌，得到初级铸膜液；步骤7，将初级铸膜液进行真空脱泡；步骤8，打开空压机，接通电源，使用纺丝设备，制得石墨烯聚砜超滤膜。本发明还提供了通过该方法制备的石墨烯聚砜超滤膜。本发明将石墨烯加入到聚砜超滤膜中，能够提高聚砜超滤膜的抗菌性能以及抗拉抗压等机械性能强度。

技术领域

本发明涉及一种超滤膜及其制备方法，具体地，涉及一种石墨烯聚砜超滤膜及其制备方法。

背景技术

石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。

超滤膜不论是在工业纯水处理还是废水处理中应用都非常广泛，而且工业超滤膜工作运行一般分为内压和外压两种。

家用超滤膜(中空丝膜)分离技术作为二十一世纪六大高新技术之一，以其常温低压下操作、无相变、能耗低等显著特点已成为一种分离过程的标准，在欧美等发达国家和地区得到了广泛的使用。超滤膜在饮用矿泉水净化、饮料食品、医疗医药等许多方面已得到广泛应用。

溶解物质和比膜孔径小的物质将作为透过液透过超滤膜，不能透过滤膜的物质被慢慢浓缩于排放液中。因此产水(透过液)将含有水，离子，和小分子量物质，而胶体物质，大分子物质，颗粒，细菌，病毒和原生动物等将被膜截留，通过浓水排放、反冲洗和化学清洗而去除。

工业超滤膜的孔径范围约在0.01～0.1um之间，对水体中的颗粒物、细菌、病毒、胶体、大分子有机物等污染物有很好的去除效果。玻璃化温度：在此温度以上，高聚物表现出弹性；在此温度以下，高聚物表现出脆性，在用作塑料、橡胶、合成纤维等时必须加以考虑。超滤膜机械强度好，可以承受更大的水压和耐冲击性。应用于超滤膜的主要材料有聚偏氟乙烯、聚酞胺、聚醚砜和聚砜等聚合树脂材料。

专利《一种小截留分子量聚砜超滤膜的制备方法》公开了一种小截留分子量聚砜超滤膜的制备方法，1)将聚砜和添加剂溶解到溶剂中得到铸膜液；2)将所述铸膜液进行真空脱泡，并将其在工业设备上制备出聚砜超滤膜基膜；3)制备聚乙烯醇(PVA)水溶液；4)将PVA水溶液加入一定量浓硫酸后涂覆在制备的超滤膜表面，随后将其放入烘箱中进行反应；5)反应后的超滤膜浸泡纯水中进行清洗，即得所需超滤膜。本发明通过在聚砜基膜表面与PVA进行反应制备复合膜，在制备膜工程中改变反应条件以此对膜表面皮层和微孔进行调节，获得不同截留分子量的聚砜超滤膜。

专利《一种双层聚砜中空纤维超滤膜的制备方法》提供了一种聚砜超滤膜的制备方法，其通过将传统的超滤层一分而二，包括高选择层和高通量层，而两层结构均采用与酸反应的无机材料作为成孔材料，在后处理过程中，成孔材料被脱除从而形成纯净的聚砜材质超滤膜，在保证两层结构之间的结合力的基础上还保证了产品在饮用水、超纯水领域的应用安全性。因此相对于传统超滤层，在膜厚度一致的情况下，高通量层的存在使得其通量提升且高选择层的存在保证了选择性不会下降。在膜材料在废水处理、饮用水净化、超纯水制备方面具有较高的应用潜力。