[发明专利]两性离子-氧化石墨烯薄膜及其在CO2

权利要求书

1.一种两性离子-氧化石墨烯薄膜，其成分包括氧化石墨烯、两性离子、添加剂A或添加剂B。

2.如权利要求1所述的两性离子，包括但不限于羧酸甜菜碱、磺酸甜菜碱等。

3.如权利要求1所述的添加剂A为小分子有机胺化合物，包括但不限于哌嗪。

4.如权利要求1所述的添加剂B为碳量子点。

5.一种制备权利要求1所述两性离子-氧化石墨烯薄膜的方法，其特征在于包含以下步骤：(1)配制氧化石墨烯、两性离子以及添加剂A的混合液；(2)将该混合液加入以多孔支撑膜为滤膜的过滤装置；(3)将过滤装置在摇床上振荡处理；(4)停止振荡，真空抽滤；(5)对膜进行热处理。

6.如权利要求5所述的氧化石墨烯悬浮液，其特征在于，首先配制氧化石墨烯浓度为0.09～0.11g/L的悬浮液，常温搅拌5～7h，在5000r/min下离心分离，按上清液与去离子水体积比为1:(9～11)的比例稀释而得。

7.如权利要求5所述的两性离子溶液，其特征在于，其浓度均为0.018～0.022g/L。

8.如权利要求5所述的添加剂A溶液，其特征在于，其浓度和两性离子溶液相同，均为0.018～0.022g/L，两性离子和哌嗪的总质量与氧化石墨烯的质量比为5:95～15:85，哌嗪与两性离子的质量比为(0～9):1。

9.如权利要求5所述的氧化石墨烯悬浮液、两性离子溶液、添加剂溶液和添加剂前驱体溶液，其特征在于溶剂均为去离子水。

10.如权利要求5所述的多孔支撑膜，包括但不限于孔径为0.22μm的聚醚砜滤膜。

11.如权利要求5所述的将氧化石墨烯、两性离子、添加剂混合液加入过滤装置的操作，其特征在于，混合液用量为2.8～3.3mL/(cm²滤膜)。

12.如权利要求5所述的震荡处理操作，其特征在于，摇床在100r/min转速下摇动13～17min。

13.如权利要求5所述的真空抽滤操作，其特征在于，过滤压差为0.03～0.05MPa。

14.如权利要求5所述的热处理操作，其特征在于，将抽滤获得的复合膜于85～95℃干燥4～6h。

15.一种制备权利要求1所述两性离子-氧化石墨烯薄膜的方法，其特征在于包含以下步骤：(1)配制氧化石墨烯、两性离子的混合液；(2)将该混合液加入以多孔支撑膜为滤膜的过滤装置；(3)将过滤装置在摇床上振荡处理；(4)停止振荡，真空抽滤，并将添加剂B的前驱体溶液加入过滤装置，二次抽滤，将抽滤完成的膜置于浸湿的滤纸上，在微波炉中微波30s后取出；(5)对膜进行热处理。

16.如权利要求15所述的添加剂B的前驱体溶液，其特征在于，前驱体组分为柠檬酸、二乙烯三胺，浓度分别为1.7～1.8g/L、3.1～3.3g/L，辅剂为甘油，浓度为0～200g/L，溶剂为去离子水，前驱体溶液与氧化石墨烯悬浮液的体积比为1：(23～25)。

17.一种按权利要求1所述或按权利要求5、15的方法所制得的两性离子-氧化石墨烯薄膜的应用，用于气体分离领域，特别适用于较高温度(90℃)下的CO₂选择性分离。