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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于膜制备,具体涉及一种用于盐湖提锂的二维多元异质结膜的制备方法。
技术介绍
1、膜分离,作为一种高速发展的精密分离技术,可以通过调整膜表面孔隙以及层间通道的大小,可以对不同粒径的物质进行筛分。与传统的过滤、精馏、萃取等分离技术相比,膜技术是一种新型高效的分离技术,具有能耗低、分离效率高、无污染等特点。具有"类书本状"结构的go膜因其层间缝隙通道的高度可设计性而显示出筛分离子的巨大潜力。层间的修饰是go膜用于调节层间通道的主要策略,从而力求提高膜的选择性、渗透性和稳定性。但go膜在水相中存在结构及性能不稳定性,对环境变化较为敏感,从而限制其实际应用。如何充分发挥其层间距和层间环境可调的特性、化学惰性和结构稳定性,使其实现稳定、高效的纳米尺度下的选择性渗透亟待研究。
2、金属有机框架(mofs)已迅速成为构建多功能材料的强大平台,因其均匀的孔径、高孔隙率、可调控的理化性能和高分离精度而受到越来越多的关注。而大多数mof材料不可避免的会面临稳定性差的问题,这会导致分离效果的降低,以及膜的长期运行稳定性问题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于,针对
技术介绍
中提出的问题。
2、为了实现上述目的,本专利技术采用的技术方案是:
3、一种用于盐湖提锂的二维多元异质结膜的制备方法,包括如下步骤:
4、s1.用hummers法制备氧化石墨稀(go),标定后浓度为5.5g/l,将其稀释为0.5g/lgo,在频率为40khz的超
5、s2.配置0.02g/l的海藻酸钠溶液,充分搅拌,使其完全溶解,待用;
6、s3.取0.5g/l氧化石墨烯溶液12ml,加入5 -30wt%的0.02g/l的海藻酸钠溶液,混合均匀得到悬浮液;
7、s4.将0.82-1.88g 2-甲基咪唑加入s3所述的悬浮液中,然后进行搅拌,搅拌转速为800r/min,持续6h,使其充分混合,得到新的悬浮液;
8、s5.以0.22um聚醚砜微孔膜为基底,对s4中制备得到的悬浮液进行负压抽滤,得到复合膜sa/go;
9、s6.室温干燥后,将sa/go膜浸泡到100ml 2wt%硝酸锌溶液中,使2-甲基咪唑和海藻酸钠同时与锌离子配位,交联,持续6h,使其充分反应;
10、s7.最后用200ml纯水进行洗涤,室温干燥,得到sa/mof/go复合膜,简称s/m/g-a-5膜。
11、所述2-甲基咪唑质量为0.82g时所制得的膜命名为s/m/g-a。
12、所述2-甲基咪唑质量为1.35g时所制得的膜命名为s/m/g-b。
13、所述2-甲基咪唑质量为1.88g时所制得的膜命名为s/m/g-c。
14、所述添加的海藻酸钠溶液为5wt%时所制得的膜命名为s/m/g-5。
15、所述添加的海藻酸钠溶液为10wt%时所制得的膜命名为s/m/g-10。
16、所述添加的海藻酸钠溶液为30wt%时所制得的膜命名为s/m/g-30。
17、与现有技术相比,本专利技术具有如下有益效果:
18、本专利技术提供的一种用于盐湖提锂的二维多元异质结膜的制备方法,在氧化石墨烯go层之间合成由海藻酸钠sa和zif-8组成的三元二维异质结,可以改善膜的机械性能、选择性和稳定性,克服膜分离中选择性和渗透性之间的权衡问题。
19、本专利技术提供的一种用于盐湖提锂的二维多元异质结膜的制备方法,将氧化石墨烯的层间狭缝作为一个纳米反应器,通过单一金属中心离子的诱导,原位竞争合成zif-8和海藻酸盐凝胶,制备三元二维异质结,在封闭状态下,海藻酸盐生长为排列整齐的二维纳米带,并交错成网络,由于与锌离子的竞争性相互作用,zif-8在夹层中被交替分布。由此制备得到的二维异质结膜具有优异的盐湖提锂效果。
20、二维多元异质结膜的合成工艺中,硝酸锌的存在,不仅能为mof成核提供金属离子,也能与海藻酸钠中的钠离子交换,使得成为海藻酸锌凝胶,可以一步成核交联。首先,将海藻酸钠和二甲基咪唑(hmim)与go混合,使三者通过静电相互作用和范德华力附着在石墨烯层间,然后抽滤成膜,将二者封控在层间,将sa/go/hmim复合膜浸泡至硝酸锌的溶液中,此时大量锌离子进入层间,分别同时与sa交联成核,与二甲基咪唑配位,形成mof,形成如预期的一般,在氧化石墨烯层间,同时限域合成二维聚合物和二维mof。
21、本专利技术提供的一种用于盐湖提锂的二维多元异质结膜的制备方法,制备条件简单,无需高温高压及强酸强碱等极端条件,反应过程简便、温和、经济、快速。利用负压抽滤制膜法,滤液为易处理的液体(水基),因此绿色环保。利用氧化石墨烯膜层间的狭缝,同时限域合成了两种大分子,使该膜兼具mof和聚合物的优点。利用一步交联成核法,不需要复杂的反应过程和严苛的反应条件,成本低,具有大规模应用的潜力。
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1.一种用于盐湖提锂的二维多元异质结膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种用于盐湖提锂的二维多元异质结膜的制备方法,其特征在于:所述2-甲基咪唑质量为0.82g时所制得的膜命名为S/M/G-a。
3.根据权利要求1所述的一种用于盐湖提锂的二维多元异质结膜的制备方法,其特征在于:所述2-甲基咪唑质量为1.35g时所制得的膜命名为S/M/G-b。
4.根据权利要求1所述的一种用于盐湖提锂的二维多元异质结膜的制备方法,其特征在于:所述2-甲基咪唑质量为1.88g时所制得的膜命名为S/M/G-c。
5.根据权利要求1所述的一种用于盐湖提锂的二维多元异质结膜的制备方法,其特征在于:所述添加的海藻酸钠溶液为5wt%时所制得的膜命名为S/M/G-5。
6.根据权利要求1所述的一种用于盐湖提锂的二维多元异质结膜的制备方法,其特征在于:所述添加的海藻酸钠溶液为10wt%时所制得的膜命名为S/M/G-10。
7.根据权利要求1所述的一种用于盐湖提锂的二维多元异质结膜的制备方法,其特征在于:所述添加
8.一种二维多元异质结膜的应用,权利要求1~7中的二维多元异质结膜用于盐湖提锂。
...【技术特征摘要】
1.一种用于盐湖提锂的二维多元异质结膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种用于盐湖提锂的二维多元异质结膜的制备方法,其特征在于:所述2-甲基咪唑质量为0.82g时所制得的膜命名为s/m/g-a。
3.根据权利要求1所述的一种用于盐湖提锂的二维多元异质结膜的制备方法,其特征在于:所述2-甲基咪唑质量为1.35g时所制得的膜命名为s/m/g-b。
4.根据权利要求1所述的一种用于盐湖提锂的二维多元异质结膜的制备方法,其特征在于:所述2-甲基咪唑质量为1.88g时所制得的膜命名为s/m/g-c。
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