一种中空纳米银/石墨烯/PE超滤膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种中空纳米银/石墨烯/PE超滤膜及其制备方法，按以下重量份数计的原料制备而成：PE90份；PP10份；中空纳米银/石墨烯0.1～1份。本发明专利技术专利首次提出以石墨烯为载体，其特殊的层状结构以及疏松孔道，是一种性能优异的纳米材料，可以提升高分子材料的各项性能。本发明专利技术专利提供的中空纳米银/石墨烯/PE超滤膜，由于中空纳米银/石墨烯具有独特的层状结构，质轻，比表面积大，表面渗透性好等优点，可以作为超滤膜的水通道。具有很好的抗菌以及抗污染的效果。以及抗污染的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种中空纳米银/石墨烯/PE超滤膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于超滤膜的制备
，特别涉及一种中空纳米银/石墨烯/PE超滤膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]如何绿色高效地处理水污染是当前社会面临的一个重要问题。传统的废水处理方法对一般的有机污染物起作用，对“两虫”、藻类的去除效果不佳，且消毒容易产生副产物。与之相比，超滤技术不仅可以保证饮水质的安全性，而且可以有效过滤微生物。此外，由于超滤工艺具备用地少，易规模化、自动化程度高等优点，从而使改技术在发达国家得到了广泛应。但是超滤膜在使用过程中，会不可避免地遇到污染。从理论上分析，膜污染的影响因素主要包括以下几个方面：
[0003](1)膜材料自身的属性，包括膜的材质、孔隙率、孔径大小、疏水性、以及极性等。在一定程度上决定了膜的污染种类、膜污染所能达到的程度以及膜清洗的难易程度。
[0004](2)使用环境不同，使用方式不同，对膜造成的污染不同。针对如何减缓超滤膜在使用过程中出现的污染问题，研究者们主要提出以下几种措施进行改进：(1)废液预处理；(2)配套阶梯过滤系统；(3)膜清洗以及膜材料的选择与改性。
[0005]PE具有良好的耐化学稳定性以及机械性能，是在污水处理领域中制备分离膜的常见膜材料。纳米银颗粒由于其具有优异的催化、光学、电学以及生物传感等性能，因而其在化学、生物、材料等领域得到了广泛的应用。由于银纳米颗粒的性能与其结构密切相关，常见的纳米银形状主要为纳米棒、纳米线以及各种尺度的立方体、片状以及三角形颗粒。目前关于纳米银/PE超滤膜的研究相对较少，肖凯军等在专利《一种负载纳米银抗菌复合纳滤膜及其制备方法》中制备了掺杂纳米银的SPES过滤膜，通过定向负载纳米银并由界面聚合生成复合功能层，所得复合纳滤膜抗菌性能好且抗菌性能持久。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了制备了一种中空纳米银/石墨烯/PE超滤膜，并将其与PE进行熔融共混挤出，流延，得到中空纳米银/石墨烯/PE超滤膜，由于石墨烯具有独特的层状结构，质轻，以及比表面积大等特性，可以作为超滤膜的水通道，同时纳米银具有很好的抗菌、自清洁以及抗污染的效果。通过将纳米银附着在石墨烯上，减少了原料的使用，使成本降低，不仅让膜本身具有了一定的强度，也赋予了其一定的自清洁以及抗污染性能。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的。
[0008]一种中空纳米银/石墨烯/PE超滤膜，按以下重量份数计的原料制备而成：
[0009]PE 90份；
[0010]PP 10份；
[0011]中空纳米银/石墨烯 0.1～1份。
[0012]所述的PE为1018HA或SP1520，是一种半结晶型聚合物，在室温下不易受卤素和酸、
碱等强氧化剂的腐蚀，紫外线辐照下性能基本保持稳定，具有较好的耐老化性能，具有很好的成膜性。
[0013]所述的PP，PP为T30S，H710，M1200HS，AP3N或1215C等。具有良好的透明性、稳定性和耐候性，能有效的改善PE的成膜性能，提高其超滤膜的力学性能。
[0014]所述的中空纳米银/石墨烯，是通过微波法将纳米银附着在石墨烯片层上，因此具备了石墨烯与纳米银共同的特征，如具有较高的比表面积、较低的密度以及自清洁等优点。采用微波法制备，以预先的石墨烯为模板，然后通过超声分散以及微波反应，制得中空纳米银/石墨烯。
[0015]所述银源AgNO3和表面活性剂PVP的质量比为1:1～1：2；载体石墨烯其用量为反应单体总质量的11～12％，超声分散时间为2～3小时且分散时的温度保持在室温；微波反应器功率为260W～320W，聚合反应时间为5～8min。
[0016]按照质量份所述石墨烯的添加量为5～10份；硝酸银的添加量为30～50份；PVP的添加量50～100份；离心机的转速为9000r/min，离心时间为20min。
[0017]加入PP能够改善PE的力学性能、机械性能等，然后与中空纳米银/石墨烯土复合制备了一种抗菌及抗污染效果好的超滤膜，该超滤膜具有较高的水通量和水通量恢复率。
[0018]上述中空纳米银/石墨烯的制备方法，其步骤为：
[0019](1)首先超声分散载体石墨烯、表面活性剂PVP以及银源AgNO3；
[0020](2)将步骤(1)得到的处理物，放入微波反应器中，制得中空纳米银/石墨烯。
[0021]更进一步地，上述中空纳米银/石墨烯的制备方法，其步骤为：
[0022](1)制备反应体系：
[0023]以乙二醇为溶剂，加入表面活性剂PVP、银源AgNO3与载体石墨烯混合进行超声分散，维持分散温度为室温，分散时间为2～3h，在分散过程中对分散容器密封保护。
[0024](2)制备中空纳米银/凹凸棒土：
[0025]载体表面装载金属纳米银粒子：将上述分散后的反应体系放入微波反应器(反应功率240～300W，微波时间4～5min)中，微波处理。待反应结束后将溶液取出常温冷却，加入3倍体积的丙酮洗涤，再经离心机分离，控制离心机的转速为9000r/min，离心时间为t＝10min。分离后的下层固体物再用去离子水洗涤两次后干燥，得到中空纳米银/石墨烯。
[0026]按照重量份计，上述石墨烯的添加量为5～10份；AgNO3的添加量为30～50份；PVP的添加量50～100份。
[0027]本专利技术提供了一种中空纳米银/石墨烯/PE超滤膜的制备方法，按照配比称重，进行熔融共混挤出，流延，得到中空纳米银/石墨烯/PE超滤膜。其中，挤出的温度为200℃，超滤膜的厚度在20～30μm。
[0028]本专利技术所体现的有益效果主要体现在以下方面：
[0029](1)本专利技术专利首次提出以石墨烯为载体，其特殊的层状结构以及疏松孔道，是一种性能优异的纳米材料，可以提升高分子材料的各项性能。
[0030](2)本专利技术专利提供的中空纳米银/石墨烯/PE超滤膜，由于中空纳米银/石墨烯具有独特的层状结构，质轻，比表面积大，表面渗透性好等优点，可以作为超滤膜的水通道。具有很好的抗菌以及抗污染的效果。
具体实施方式
[0031]下面结合具体实施例进一步阐述本专利技术的技术特点。
[0032]实施例1
[0033]中空纳米银/石墨烯的具体制备方法如下：
[0034]第一步，分散体系的制备。首先反应物的分散，具体实验步骤如下：
[0035]以乙二醇为溶剂，石墨烯为载体，PVP为表面活性剂，银源AgNO3与PVP(质量比为1：1)混合后在室温条件下进行超声分散，分散时间为3h，整个反应过程中密封保护。
[0036]第二步，在第一步分散体系制备好的基础上，制备中空纳米银/石墨烯。
[0037]取制备好的分散物放入微波反应器中进行反应，反应功率为260W，反应时间为6min。制得中空纳米银/凹凸棒土。待反应结束后将溶液取出常温冷却，加入3倍体积的丙酮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中空纳米银/石墨烯/PE超滤膜，其特征在于：按以下重量份数计的原料制备而成：PE 90份；PP 10份；中空纳米银/石墨烯 0.1～1份。2.根据权利要求1所述的一种中空纳米银/石墨烯/PE超滤膜，其特征在于：所述的PE为1018HA或SP1520，是一种半结晶型聚合物。3.根据权利要求1所述的一种中空纳米银/石墨烯/PE超滤膜，其特征在于：所述的PP，PP为T30S，H710，M1200HS，AP3N或1215C。4.根据权利要求1所述的一种中空纳米银/石墨烯/PE超滤膜，其特征在于：所述的中空纳米银/石墨烯，是通过微波法将纳米银附着在石墨烯片层上；以预先的石墨烯为模板，然后通过超声分散以及微波反应，制得中空纳米银/石墨烯。5.根据权利要求4所述的一种中空纳米银/石墨烯/PE超滤膜，其特征在于：银源AgNO3和表面活性剂PVP的质量比为1:1～1：2；载体石墨烯的用量为反应单体总质量的11～12％，超声分散时间为2～3小时且分散时的温度保持在室温；微波反应器功率为260W～320W，聚合反应时间为5～8min。6.根据权利要求5所述的一种中空纳米银/石墨烯/PE超滤膜，其特征在于：按照质量份计，所述石墨烯的添加量为5～10份；硝酸银的添加量为30～50份；PVP的添加量50～100份；离心机的转速为9000r/min，离心时间为20min。7.根据权利要求1所述的一种中空纳米银/石墨烯/PE超滤膜，其特征在于：所述中空纳米银/石墨烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐睿，王平，赵丽萍，冯钰璐，王溢，周炳，张锴，蔡莹，蔡青，周文，
申请(专利权)人：浙江普利特新材料有限公司重庆普利特新材料有限公司上海普利特化工新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：