【技术实现步骤摘要】
本申请涉及膜分离领域，具体而言，涉及一种耐溶胀二维粘土层状薄膜的制备方法。
技术介绍
1、膜分离技术具有分离效率高、能耗小且环境友好的优点，是近年来的研究热点之一，在离子分离领域显示出巨大的应用价值和潜力。但是传统的膜分离技术难以实现具有相似大小半径的一价/二价离子之间的选择性分离，工业应用较为困难。
2、由二维材料通过有序组装堆叠形成的二维层状纳米通道薄膜，为离子分离技术的发展带来了新的可能性，埃级通道是二维层状纳米通道薄膜的重要特征之一，是其实现不同离子精确筛分的基础，然而当层状薄膜处于溶液环境时，由于水分子或离子扩散进入层间发生溶胀导致相应层间通道发生扩展，一方面使实际的离子选择性低于理论预测，另一方面无法根据所需分离的离子大小构建适合的层间通道进行离子的精准分离，进而限制了二维层状纳米通道薄膜在膜分离
的进一步应用。
3、因此，需要一种抗溶胀性能好的耐溶胀二维层状薄膜的制备方法。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种耐溶胀二维粘土层状薄膜的制备方法，其二维粘土纳米片层间通道内形成稳定的束缚结构，并提升薄膜强度，有效地解决了二维粘土层状薄膜在溶液中易水化溶胀的问题，并且操作便捷，工艺简单，有利于推广使用。
2、本申请是这样实现的：
3、本申请提供一种耐溶胀二维粘土层状薄膜的制备方法，包括以下步骤：
4、向二维粘土纳米片悬浮液中依次加入抗溶胀束缚剂和ph调整促进剂搅拌反应，得到预抗溶胀的二维粘土纳米片悬浮液
5、向预抗溶胀的二维粘土纳米片悬浮液中加入成膜辅助药剂，搅拌反应、分散均匀得到铸膜液；
6、将铸膜液过滤、干燥。
7、在一些可选的实施方案中，粘土包括蒙脱石、云母、蛭石中的一种；使用剪切剥离、超声剥离、球磨剥离、冷冻解冻剥离中的一种或几种制备得到二维粘土纳米片悬浮液。
8、在一些可选的实施方案中，二维粘土纳米片悬浮液的浓度为0.5wt％～5wt％，二维粘土纳米片悬浮液中二维粘土的厚度为1～5nm，片径尺寸为200～800nm。
9、在一些可选的实施方案中，抗溶胀束缚剂为含有两个以上氨基官能团的化合物。
10、在一些可选的实施方案中，抗溶胀束缚剂包括乙二胺、丙二胺、丁二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、聚乙烯亚胺和聚胺中的一种或多种。
11、在一些可选的实施方案中，抗溶胀束缚剂的添加量为二维粘土质量的0.5％～8％。
12、在一些可选的实施方案中，向二维粘土纳米片悬浮液中加入抗溶胀束缚剂和ph调整促进剂后在10～60℃下搅拌1～4h反应。
13、在一些可选的实施方案中，ph调整促进剂为盐酸、硫酸、乙酸、碳酸、柠檬酸和磷酸中的一种或多种。
14、在一些可选的实施方案中，ph调整促进剂的添加量为二维粘土质量的0.1‰～2‰。
15、在一些可选的实施方案中，成膜辅助药剂的添加量为二维粘土质量的2％～10％，搅拌反应时间为1～4h。
16、本申请的有益效果是：本申请提供的耐溶胀二维粘土层状薄膜的制备方法包括以下步骤：向二维粘土纳米片悬浮液中依次加入抗溶胀束缚剂和ph调整促进剂搅拌反应，得到预抗溶胀的二维粘土纳米片悬浮液；向预抗溶胀的二维粘土纳米片悬浮液中加入成膜辅助药剂，搅拌反应、分散均匀得到铸膜液；将铸膜液过滤、干燥。本申请提供的耐溶胀二维粘土层状薄膜的制备方法通过添加抗溶胀束缚剂与ph调整促进剂将二维粘土的表面与表面紧密的束缚在一起，从而在纳米片层间通道内形成稳定的束缚结构，并利用部分抗溶胀束缚剂将二维粘土的端面与端面结合提升薄膜的强度，有效地解决二维粘土层状薄膜在溶液中易水化溶胀的问题，并且操作便捷，工艺简单，有利于推广使用。
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1.一种耐溶胀二维粘土层状薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的耐溶胀二维粘土层状薄膜的制备方法，其特征在于，所述粘土包括蒙脱石、云母、蛭石中的一种；使用剪切剥离、超声剥离、球磨剥离、冷冻解冻剥离中的一种或几种制备得到所述二维粘土纳米片悬浮液。
3.根据权利要求1所述的耐溶胀二维粘土层状薄膜的制备方法，其特征在于，所述二维粘土纳米片悬浮液的浓度为0.5wt％～5wt％，所述二维粘土纳米片悬浮液中二维粘土的厚度为1～5nm，片径尺寸为200～800nm。
4.根据权利要求1所述的耐溶胀二维粘土层状薄膜的制备方法，其特征在于，所述抗溶胀束缚剂为含有两个以上氨基官能团的化合物。
5.根据权利要求1所述的耐溶胀二维粘土层状薄膜的制备方法，其特征在于，所述抗溶胀束缚剂包括乙二胺、丙二胺、丁二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、聚乙烯亚胺和聚胺中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的耐溶胀二维粘土层状薄膜的制备方法，其特征在于，所述抗溶胀束缚剂的添加量为二维粘土质量的0.5％～8％。
8.根据权利要求1所述的耐溶胀二维粘土层状薄膜的制备方法，其特征在于，所述pH调整促进剂为盐酸、硫酸、乙酸、碳酸、柠檬酸和磷酸中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的耐溶胀二维粘土层状薄膜的制备方法，其特征在于，所述pH调整促进剂的添加量为二维粘土质量的0.1‰～2‰。
10.根据权利要求1所述的耐溶胀二维粘土层状薄膜的制备方法，其特征在于，所述成膜辅助药剂的添加量为二维粘土质量的2％～10％，搅拌反应时间为1～4h。
...【技术特征摘要】
1.一种耐溶胀二维粘土层状薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的耐溶胀二维粘土层状薄膜的制备方法，其特征在于，所述粘土包括蒙脱石、云母、蛭石中的一种；使用剪切剥离、超声剥离、球磨剥离、冷冻解冻剥离中的一种或几种制备得到所述二维粘土纳米片悬浮液。
3.根据权利要求1所述的耐溶胀二维粘土层状薄膜的制备方法，其特征在于，所述二维粘土纳米片悬浮液的浓度为0.5wt％～5wt％，所述二维粘土纳米片悬浮液中二维粘土的厚度为1～5nm，片径尺寸为200～800nm。
4.根据权利要求1所述的耐溶胀二维粘土层状薄膜的制备方法，其特征在于，所述抗溶胀束缚剂为含有两个以上氨基官能团的化合物。
5.根据权利要求1所述的耐溶胀二维粘土层状薄膜的制备方法，其特征在于，所述抗溶胀束缚剂包括乙二胺、丙二胺、丁二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、聚乙烯亚...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵云良，陈子康，王雯博，李浪，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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