一种海水淡化微纳米膜材料、其制备方法及应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111068524A(43)申请公布日2020.04.28(21)申请号201811215924.8C02F103/08(2006.01)(22)申请日2018.10.18(71)申请人中国科学院宁波材料技术与工程研究所地址315201浙江省宁波市镇海区庄市大道519号(72)发明人陈涛肖鹏谷金翠张佳玮梁云(74)专利代理机构南京利丰知识产权代理事务所(特殊普通合伙)32256代理人王茹王锋(51)Int.Cl.B01D69/10(2006.01)B01D67/00(2006.01)C02F1/44(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图4页(54)发明名称一种海水淡化微纳米膜材料、其制备方法及应用(57)摘要本发明公开了一种海水淡化微纳米膜材料、其制备方法及应用。所述海水淡化微纳米膜材料包括支撑层以及设置于支撑层上的碳基-纳米粒子杂化薄膜层。所述制备方法包括：将碳基材料分散液转移至第二液相体系的液面上，之后进行毛细挤压，形成碳基材料薄膜层；再将碳基材料薄膜层转移至纳米粒子溶液体系中，并进行蒸发沉积，使多个纳米粒子沉积在碳基材料薄膜层上，形成碳基-纳米粒子杂化薄膜层，之后采用毛细力辅助界面转移方法将其转移至支撑层表面，获得海水淡化微纳米膜材料。本发明的海水淡化膜材料具有高淡化率、高截留率、抑菌等优点，同时制备工艺简单，不需要昂贵和复杂的实验设备，且不会对周围环境造成不利影响，能满足工业化生产需求。CN111068524ACN111068524A权利要求书1/2页1.一种海水淡化微纳米膜材料，其特征在于，所述海水淡化微纳米膜材料具有分层结构，所述分层结构包括支撑层以及设置于所述支撑层上的碳基-纳米粒子杂化薄膜层，所述碳基-纳米粒子杂化薄膜层包括碳基材料薄膜层以及与所述碳基材料薄膜层复合的纳米粒子。2.根据权利要求1所述的海水淡化微纳米膜材料，其特征在于：所述支撑层包括纸支撑层和/或泡沫支撑层。3.根据权利要求2所述的海水淡化微纳米膜材料，其特征在于：所述纸支撑层的材质包括复合纸、印刷纸、纸袋纸、瓦楞纸、凹版纸、凸版纸或牛皮纸，优选为印刷纸；和/或，所述泡沫支撑层的材质包括聚苯乙烯泡沫、聚乙烯泡沫、酚醛泡沫或聚氨酯泡沫，优选为聚氨酯泡沫；和/或，所述纸支撑层的平滑度为20～60s；和/或，所述纸支撑层的水分含量为2～8wt％；和/或，所述纸支撑层的截面形状包括锯齿形、平纹形、菱形、阶梯形或螺纹形；和/或，所述支撑层的面积为0.2～16.0m2，厚度为1μm～2cm；和/或，所述支撑层所含孔洞的孔径为100nm～2μm。4.根据权利要求1所述的海水淡化微纳米膜材料，其特征在于：所述碳基材料薄膜层的材质包括碳基材料，所述碳基材料包括碳纳米管和/或氧化石墨烯；优选的，所述碳纳米管包括氨基化碳纳米管、羧基化碳纳米管、羟基化碳纳米管中的任意一种或两者以上的组合；尤其优选的，所述氨基化碳纳米管中氨基的含量为1～2wt％；尤其优选的，所述羧基化碳纳米管中羧基的含量为1～1.5wt％；尤其优选的，所述羟基化碳纳米管中羟基的含量为0.5～1.5wt％；优选的，所述氧化石墨烯包括羧基化氧化石墨烯和/或羟基化氧化石墨烯；尤其优选的，所述羧基化氧化石墨烯中羧基的含量为1～2.5wt％；尤其优选的，所述羟基化氧化石墨烯中羟基的含量为1.5～2.5wt％；优选的，所述碳纳米管与氧化石墨烯的质量比为1：4～4：1；优选的，所述碳纳米管的长度为100nm～1μm；优选的，所述氧化石墨烯的片层尺寸为300nm～3μm；和/或，所述碳基材料薄膜层的厚度为1～10μm，优选为2～4μm，精确度为5～20nm，孔径为10～50nm，优选为20～30nm，精确度为2～10nm。5.根据权利要求1所述的海水淡化微纳米膜材料，其特征在于：所述纳米粒子包括二氧化钛、二氧化硅、氮化硅、氧化锌或石墨烯量子点中的任意一种或两种以上的组合；优选的，所述纳米粒子的尺寸为10～200nm；和/或，所述纳米粒子包括二氧化钛-金复合纳米粒子和/或二氧化硅-金复合纳米粒子；优选的，所述二氧化钛-金复合纳米粒子包括二氧化钛纳米粒子与金纳米粒子的复合物；优选的，所述二氧化硅-金复合纳米粒子包括二氧化硅纳米粒子与金纳米粒子的复合物；优选的，所述金纳米粒子的尺寸为50～500nm；优选的，所述金纳米粒子的形状包括球状、棒状、指南针状或五角星状。6.根据权利要求1-5中任一项所述的海水淡化微纳米膜材料，其特征在于：所述海水淡化微纳米膜材料在高温、高盐或强碱环境中浸泡24h后仍能够循环使用50次以上，所述高温环境的温度为50～150℃，所述高盐环境的盐浓度为0.1～10mol/L，所述强碱环境为浓度为2CN111068524