[发明专利]一种氮化硼纳米片/聚丙烯酸复合纳滤膜及制备方法

说明书

本发明提供一种氮化硼纳米片/聚丙烯酸复合纳滤膜及制备方法，所述包括如下步骤：将1～16mg/L的氮化硼纳米片悬浮液和0.25～1g/L的聚丙烯酸溶液混合均匀，氮化硼纳米片悬浮液中氮化硼纳米片和聚丙烯酸溶液中聚丙烯酸的质量比为(0.2～0.8)：(0.06～0.24)，得到混合体系；采用真空辅助抽滤法，将混合体系在亲水微滤膜上进行抽滤，之后干燥得到氮化硼纳米片/聚丙烯酸复合纳滤膜。本发明以氮化硼纳米片为基体，在其中引入具有粘结性的聚电解质—聚丙烯酸，两者复合后，以亲水微滤膜作为基底，通过真空辅助抽滤法获得氮化硼纳米片/聚丙烯酸复合纳滤膜。

技术领域

本发明涉及复合纳滤膜制备领域，具体为一种氮化硼纳米片/聚丙烯酸复合纳滤膜及制备方法。

背景技术

目前，水资源危机已成为重要的全球性问题之一。利用膜分离技术实现海水/苦咸水的脱盐以及污水的循环再利用，增加可利用淡水资源及提高其利用效率，对于解决淡水资源危机具有重要意义。

二维(2D)层状纳米片，如氧化石墨烯、MXene和氮化硼纳米片等，具有较高的表面积/厚度比、亚纳米级的层间毛细通道、较高的吸附能力和离子选择性，表现出更高的渗透通量和更好的分离性能。其中，氮化硼纳米片在水中不易被润胀，同时具有优异的化学稳定性和耐腐蚀性。因此，基于氮化硼纳米片的纳滤膜是具有很大吸引力和很有前景的2D纳米材料。

然而，纯的氮化硼纳米片分离层与基底材料间的粘结性较差，在分离过程中分离层容易被破坏，造成分离效率的降低。目前，提高纳滤膜的分离层与基底材料间粘结性的方式主要是对基底材料进行改性，如多巴胺(PDA)改性、聚乙烯醇(PVA)涂覆等，但这种改性方法得到的纳滤膜不稳定，在分离过程中PDA或PVA容易脱落，不利于分离过程的实现。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种氮化硼纳米片/聚丙烯酸复合纳滤膜及制备方法，以氮化硼纳米片为基体，在其中引入具有粘结性的聚电解质—聚丙烯酸，两者复合后，以亲水微滤膜作为基底，通过真空辅助抽滤法获得氮化硼纳米片/聚丙烯酸复合纳滤膜。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种氮化硼纳米片/聚丙烯酸复合纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：

将1～16mg/L的氮化硼纳米片悬浮液和0.25～1g/L的聚丙烯酸溶液混合均匀，氮化硼纳米片悬浮液中氮化硼纳米片和聚丙烯酸溶液中聚丙烯酸的质量比为(0.2～0.8)：(0.06～0.24)，得到混合体系；

采用真空辅助抽滤法，将混合体系在亲水微滤膜上进行抽滤，之后干燥得到氮化硼纳米片/聚丙烯酸复合纳滤膜。

优选的，所述的氮化硼纳米片悬浮液按如下过程得到：

按(0.2～0.8)mg：(50～200)mL的比例，将氮化硼纳米片分散在去离子水中，之后超声3～10min，得到所述的氮化硼纳米片悬浮液。

优选的，所述的聚丙烯酸溶液按如下过程得到：

按(50～100)mg：(100～200)mL的比例，将聚丙烯酸粉末溶解在去离子水中，之后搅拌3～5h，得到所述的聚丙烯酸溶液。

优选的，将所述的聚丙烯酸溶液滴加到50～200mL所述的氮化硼纳米片悬浮液中，搅拌6～18h后得到混合体系。

优选的，所述的亲水微滤膜为亲水聚四氟乙烯微滤膜。

优选的，混合体系在-0.1～-0.05MPa下进行抽滤。

优选的，混合体系抽滤后室温干燥，得到氮化硼纳米片/聚丙烯酸复合纳滤膜。

进一步，所述的室温干燥进行6～18h得到氮化硼纳米片/聚丙烯酸复合纳滤膜。