CN107638805A - 一种氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层改性的反渗透膜制备方法 - Google Patents
一种氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层改性的反渗透膜制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层改性的反渗透膜制备方法，包括预先制备的初生态反渗透膜，然后在初生态反渗透膜上涂覆含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液，最后得到氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层改性的反渗透膜。本发明将氧化石墨烯和丝氨酸引入到聚乙烯醇涂层中，对其进行改性，能够改善聚乙烯醇涂层改性反渗透膜导致水通量下降和聚乙烯醇涂层容易脱落的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种反渗透膜的制备领域，尤其涉及一种氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层改性的反渗透膜制备方法。
背景技术
反渗透技术是在一定的压力作用下，借助于反渗透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法，它被广泛应用于污水处理以及液体的提纯与浓缩，其中最普遍的应用是在水处理工艺中，用反渗透技术将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除，以获得高质量的纯净水。
但反渗透膜在净化水的过程中，也会被水中的一些有机物或者无机物污染，如原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质会附在反渗透膜上，造成反渗透膜的污染，工业上常常采用在反渗透膜表面涂覆聚乙烯醇涂层的方法，从而达到保护膜片和抗污染的作用。然而，这种改性方法带来的最大的弊端就是对反渗透膜的水通量产生较大的影响，使反渗透膜的水通量大大降低，而且随着反渗透膜的使用聚乙烯醇涂层容易溶于水脱落。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层改性的反渗透膜制备方法，改善了反渗透膜水通量下降、聚乙烯醇涂层易溶于水而脱落的问题。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层改性的反渗透膜制备方法，包括如下步骤：
步骤一、初生态反渗透膜的制备
配制含间苯二胺、三乙胺和樟脑磺酸的水相溶液，所述水相溶液中间苯二胺的质量浓度为3-8％，三乙胺的质量浓度为2-6％，樟脑磺酸的质量浓度为5-10％；配制含均苯三甲酰氯的油相溶液，所述油相溶液中均苯三甲酰氯的质量浓度0.1-0.5％；将聚砜支撑膜贴于不锈钢片上浸入到所述水相溶液，取出后去除溶剂，再浸入到所述油相溶液中进行界面聚合反应，取出后去除溶剂，得到初生态反渗透膜；
步骤二、含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液的配制
将氧化石墨烯水溶液和聚乙烯醇水溶液混合，磁力搅拌5-10min，超声分散30-60min，然后加入交联剂、丝氨酸和酸催化剂，得到含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液；
步骤三、初生态反渗透膜的涂覆
将所述含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液涂覆在所述初生态反渗透膜表面，放入60-120℃的烘箱内反应5-20min，得到氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层改性的反渗透膜。
进一步的，所述聚乙烯醇的聚合度为1000-2000，醇解度为99％，所述含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液中聚乙烯醇的质量浓度为0.1-8％。
进一步的，所述含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液中，氧化石墨烯与聚乙烯醇的质量比为1∶20-50。
进一步的，所述交联剂为戊二醛、丁二醛、马来酸酐、乙二酸中的一种或多种，所述含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液中交联剂质量浓度为0.1-1.2％。
进一步的，所述丝氨酸为左旋丝氨酸，所述含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液中丝氨酸质量浓度为0.1-1％。
进一步的，所述酸催化剂为盐酸、硫酸、硝酸中的一种或多种，所述含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液中酸催化剂的质量浓度为0.05-0.5％。
进一步的，所述油相溶液中溶剂为正己烷。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明将氧化石墨烯和丝氨酸引入到聚乙烯醇涂层中，对其进行改性，能够改善聚乙烯醇涂层改性反渗透膜导致水通量下降和聚乙烯醇涂层容易脱落的问题。
氧化石墨烯上具有丰富的含氧官能团，能够在亲水性的聚乙烯醇溶液中均匀分散，并且这些含氧官能团能够参与到聚乙烯醇的交联反应中，使氧化石墨烯在聚乙烯醇涂层中以化学键结合形式稳固存在；氧化石墨烯在聚乙烯醇涂层中以二维层片堆叠的形式均匀分布，层片堆叠的氧化石墨烯类似于一条条贯穿于聚乙烯醇保护层的纳米通道，而且氧化石墨烯中碳原子排列规整，具有超低的流动摩擦力，所以水流可以以超快的流动速率穿过这些纳米通道，从而提高水通量。
制备的初生态反渗透膜不做任何热处理，反渗透膜表面残余未反应的酰氯基官能团和氨基官能团，而丝氨酸易溶于水，分子结构式上含有氨基、羟基、羧基等官能团，其分子结构中的氨基能与残余的酰氯基发生反应形成化学键，羧基能与残余的氨基和聚乙烯醇链上的羟基发生反应形成化学键，羟基能与交联剂的醛基或羧基发生反应形成化学键，从而使氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层通过丝氨酸以化学键的形式固定于聚酰胺脱盐层表面，增大氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层与反渗透膜的结合力，使其不容易脱落。
具体实施方式
对比例1
取间苯二胺70g、三乙胺40g和樟脑磺酸70g加入1000ml去离子水中，磁力搅拌5min，制得水相溶液(水相溶液中间苯二胺质量浓度5.9％，三乙胺质量浓度3.4％，樟脑磺酸5.9％)，取均苯三甲酰氯3g加入1000ml正己烷中，搅拌至溶解，制得均苯三甲酰氯-正己烷油相溶液(油相溶液中均苯三甲酰氯质量浓度0.3％)，将聚砜支撑膜浸入到所述水相溶液中，浸入时间为25s，取出后去除溶剂去离子水，再浸入到配制的均苯三甲酰氯-正己烷油相溶液中进行界面聚合反应，界面聚合反应时间为50s，反应完成后在烘箱中于100℃下烘干得到反渗透膜。
对比例2
取间苯二胺70g、三乙胺40g和樟脑磺酸70g加入1000ml去离子水中，磁力搅拌5min，制得水相溶液(水相溶液中间苯二胺质量浓度5.9％，三乙胺质量浓度3.4％，樟脑磺酸5.9％)，取均苯三甲酰氯3g加入1000ml正己烷中，搅拌至溶解，制得均苯三甲酰氯-正己烷油相溶液(油相溶液中均苯三甲酰氯质量浓度0.3％)，将聚砜支撑膜浸入到水相溶液中，浸入时间为25s，取出后去除溶剂去离子水，再浸入到配制的均苯三甲酰氯-正己烷油相溶液中进行界面聚合反应，界面聚合反应时间为50s，取出后去除溶剂正己烷，得到初生态反渗透膜；
将聚合度为1000，醇解度为99％的聚乙烯醇40g溶于80℃的1000ml去离子水中，机械搅拌15min，得到聚乙烯醇水溶液，再加入戊二醛4g、左旋丝氨酸2g和盐酸1g，磁力搅拌10min，得到聚乙烯醇交联反应溶液(溶液中聚乙烯醇质量浓度3.8％，戊二醛质量浓度0.38％，左旋丝氨酸质量浓度0.19％，盐酸质量浓度0.1％)；将聚乙烯醇交联反应溶液涂覆在初生态反渗透膜表面，放入100℃的烘箱内反应10min，得到聚乙烯醇涂层改性的反渗透膜。
实施例1
取间苯二胺70g、三乙胺40g和樟脑磺酸70g加入1000ml去离子水中，磁力搅拌5min，制得水相溶液(水相溶液中间苯二胺质量浓度5.9％，三乙胺质量浓度3.4％，樟脑磺酸5.9％)，取均苯三甲酰氯3g加入1000ml正己烷中，搅拌至溶解，制得均苯三甲酰氯-正己烷油相溶液(油相溶液中均苯三甲酰氯质量浓度0.3％)，将聚砜支撑膜浸入到水相溶液中，浸入时间为25s，取出后去除溶剂去离子水，再浸入到配制的均苯三甲酰氯-正己烷油相溶液中进行界面聚合反应，界面聚合反应时间为50s，取出后去除溶剂正己烷，得到初生态反渗透膜；
将聚合度为1000，醇解度为99％的聚乙烯醇40g溶于80℃的900ml去离子水中，机械搅拌15min，得到聚乙烯醇水溶液；
取氧化石墨烯0.8g溶于100ml去离子水中，磁力搅拌10min，超声分散2h，得到氧化石墨烯水溶液；
将氧化石墨烯水溶液与聚乙烯醇水溶液混合，磁力搅拌10min，超声分散30min，得到含氧化石墨烯的聚乙烯醇水溶液(氧化石墨烯与聚乙烯醇的质量比为1∶50)；向含氧化石墨烯的聚乙烯醇水溶液中加入戊二醛4g、左旋丝氨酸2g和盐酸1g，磁力搅拌10min，得到含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液(溶液中聚乙烯醇质量浓度3.8％，戊二醛质量浓度0.38％，左旋丝氨酸质量浓度0.19％，盐酸质量浓度0.1％)，将含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液涂覆在初生态反渗透膜表面，放入100℃的烘箱内反应10min，得到氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层改性的反渗透膜。
实施例2
取间苯二胺70g、三乙胺40g和樟脑磺酸70g加入1000ml去离子水中，磁力搅拌5min，制得水相溶液(水相溶液中间苯二胺质量浓度5.9％，三乙胺质量浓度3.4％，樟脑磺酸5.9％)，取均苯三甲酰氯3g加入1000ml正己烷中，搅拌至溶解，制得均苯三甲酰氯-正己烷油相溶液(油相溶液中均苯三甲酰氯质量浓度0.3％)，将聚砜支撑膜浸入到水相溶液中，浸入时间为25s，取出后去除溶剂去离子水，再浸入到配制的均苯三甲酰氯-正己烷油相溶液中进行界面聚合反应，界面聚合反应时间为50s，取出后去除溶剂正己烷，得到初生态反渗透膜；
将聚合度为1000，醇解度为99％的聚乙烯醇40g溶于80℃的900ml去离子水中，机械搅拌15min，得到聚乙烯醇水溶液；
取氧化石墨烯1.33g溶于100ml去离子水中，磁力搅拌10min，超声分散2h，得到氧化石墨烯水溶液；
将氧化石墨烯水溶液与聚乙烯醇水溶液混合，磁力搅拌10min，超声分散30min，得到含氧化石墨烯的聚乙烯醇水溶液(氧化石墨烯与聚乙烯醇的质量比为1∶30)；向含氧化石墨烯的聚乙烯醇水溶液中加入戊二醛4g、左旋丝氨酸2g和盐酸1g，磁力搅拌10min，得到含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液(溶液中聚乙烯醇质量浓度3.8％，戊二醛质量浓度0.38％，左旋丝氨酸质量浓度0.19％，盐酸质量浓度0.1％)，将含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液涂覆在初生态反渗透膜表面，放入100℃的烘箱内反应10min，得到氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层改性的反渗透膜。
实施例3
取间苯二胺70g、三乙胺40g和樟脑磺酸70g加入1000ml去离子水中，磁力搅拌5min，制得水相溶液(水相溶液中间苯二胺质量浓度5.9％，三乙胺质量浓度3.4％，樟脑磺酸5.9％)，取均苯三甲酰氯3g加入1000ml正己烷中，搅拌至溶解，制得均苯三甲酰氯-正己烷油相溶液(油相溶液中均苯三甲酰氯质量浓度0.3％)，将聚砜支撑膜浸入到水相溶液中，浸入时间为25s，取出后去除溶剂去离子水，再浸入到配制的均苯三甲酰氯-正己烷油相溶液中进行界面聚合反应，界面聚合反应时间为50s，取出后去除溶剂正己烷，得到初生态反渗透膜；
将聚合度为1000，醇解度为99％的聚乙烯醇40g溶于80℃的900ml去离子水中，机械搅拌15min，得到聚乙烯醇水溶液；
取氧化石墨烯2g溶于100ml去离子水中，磁力搅拌10min，超声分散2h，得到氧化石墨烯水溶液；
将氧化石墨烯水溶液与聚乙烯醇水溶液混合，磁力搅拌10min，超声分散30min，得到含氧化石墨烯的聚乙烯醇水溶液(氧化石墨烯与聚乙烯醇的质量比为1∶20)；向含氧化石墨烯的聚乙烯醇水溶液中加入戊二醛4g、左旋丝氨酸2g和盐酸1g，磁力搅拌10min，得到含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液(溶液中聚乙烯醇质量浓度3.8％，戊二醛质量浓度0.38％，左旋丝氨酸质量浓度0.19％，盐酸质量浓度0.1％)，将含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液涂覆在初生态反渗透膜表面，放入100℃的烘箱内反应10min，得到氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层改性的反渗透膜。
实施例4
取间苯二胺70g、三乙胺40g和樟脑磺酸70g加入1000ml去离子水中，磁力搅拌5min，制得水相溶液(水相溶液中间苯二胺质量浓度5.9％，三乙胺质量浓度3.4％，樟脑磺酸5.9％)，取均苯三甲酰氯3g加入1000ml正己烷中，搅拌至溶解，制得均苯三甲酰氯-正己烷油相溶液(油相溶液中均苯三甲酰氯质量浓度0.3％)，将聚砜支撑膜浸入到水相溶液中，浸入时间为25s，取出后去除溶剂去离子水，再浸入到配制的均苯三甲酰氯-正己烷油相溶液中进行界面聚合反应，界面聚合反应时间为50s，取出后去除溶剂正己烷，得到初生态反渗透膜；
将聚合度为1000，醇解度为99％的聚乙烯醇40g溶于80℃的900ml去离子水中，机械搅拌15min，得到聚乙烯醇水溶液；
取氧化石墨烯4g溶于100ml去离子水中，磁力搅拌10min，超声分散2h，得到氧化石墨烯水溶液；
将氧化石墨烯水溶液与聚乙烯醇水溶液混合，磁力搅拌10min，超声分散30min，得到含氧化石墨烯的聚乙烯醇水溶液(氧化石墨烯与聚乙烯醇的质量比为1∶10)；向含氧化石墨烯的聚乙烯醇水溶液中加入戊二醛4g、左旋丝氨酸2g和盐酸1g，磁力搅拌10min，得到含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液(溶液中聚乙烯醇质量浓度3.8％，戊二醛质量浓度0.38％，左旋丝氨酸质量浓度0.19％，盐酸质量浓度0.1％)，将含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液涂覆在初生态反渗透膜表面，放入100℃的烘箱内反应10min，得到氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层改性的反渗透膜。
实施例5
取间苯二胺70g、三乙胺40g和樟脑磺酸70g加入1000ml去离子水中，磁力搅拌5min，制得水相溶液(水相溶液中间苯二胺质量浓度5.9％，三乙胺质量浓度3.4％，樟脑磺酸5.9％)，取均苯三甲酰氯3g加入1000ml正己烷中，搅拌至溶解，制得均苯三甲酰氯-正己烷油相溶液(油相溶液中均苯三甲酰氯质量浓度0.3％)，将聚砜支撑膜浸入到水相溶液中，浸入时间为25s，取出后去除溶剂去离子水，再浸入到配制的均苯三甲酰氯-正己烷油相溶液中进行界面聚合反应，界面聚合反应时间为50s，取出后去除溶剂正己烷，得到初生态反渗透膜；
将聚合度为2000，醇解度为99％的聚乙烯醇40g溶于80℃的900ml去离子水中，机械搅拌15min，得到聚乙烯醇水溶液；
取氧化石墨烯0.8g溶于100ml去离子水中，磁力搅拌10min，超声分散2h，得到氧化石墨烯水溶液；
将氧化石墨烯水溶液与聚乙烯醇水溶液混合，磁力搅拌10min，超声分散30min，得到含氧化石墨烯的聚乙烯醇水溶液(氧化石墨烯与聚乙烯醇的质量比为1∶50)；向含氧化石墨烯的聚乙烯醇水溶液中加入戊二醛4g、左旋丝氨酸2g和盐酸1g，磁力搅拌10min，得到含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液(溶液中聚乙烯醇质量浓度3.8％，戊二醛质量浓度0.38％，左旋丝氨酸质量浓度0.19％，盐酸质量浓度0.1％)，将含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液涂覆在初生态反渗透膜表面，放入100℃的烘箱内反应10min，得到氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层改性的反渗透膜。
实施例6
取间苯二胺70g、三乙胺40g和樟脑磺酸70g加入1000ml去离子水中，磁力搅拌5min，制得水相溶液(水相溶液中间苯二胺质量浓度5.9％，三乙胺质量浓度3.4％，樟脑磺酸5.9％)，取均苯三甲酰氯3g加入1000ml正己烷中，搅拌至溶解，制得均苯三甲酰氯-正己烷油相溶液(油相溶液中均苯三甲酰氯质量浓度0.3％)，将聚砜支撑膜浸入到水相溶液中，浸入时间为25s，取出后去除溶剂去离子水，再浸入到配制的均苯三甲酰氯-正己烷油相溶液中进行界面聚合反应，界面聚合反应时间为50s，取出后去除溶剂正己烷，得到初生态反渗透膜；
将聚合度为2000，醇解度为99％的聚乙烯醇40g溶于80℃的900ml去离子水中，机械搅拌15min，得到聚乙烯醇水溶液；
取氧化石墨烯1.33g溶于100ml去离子水中，磁力搅拌10min，超声分散2h，得到氧化石墨烯水溶液；
将氧化石墨烯水溶液与聚乙烯醇水溶液混合，磁力搅拌10min，超声分散30min，得到含氧化石墨烯的聚乙烯醇水溶液(氧化石墨烯与聚乙烯醇的质量比为1∶30)；向含氧化石墨烯的聚乙烯醇水溶液中加入戊二醛4g、左旋丝氨酸2g和盐酸1g，磁力搅拌10min，得到含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液(溶液中聚乙烯醇质量浓度3.8％，戊二醛质量浓度0.38％，左旋丝氨酸质量浓度0.19％，盐酸质量浓度0.1％)，将含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液涂覆在初生态反渗透膜表面，放入100℃的烘箱内反应10min，得到氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层改性的反渗透膜。
实施例7
取间苯二胺70g、三乙胺40g和樟脑磺酸70g加入1000ml去离子水中，磁力搅拌5min，制得水相溶液(水相溶液中间苯二胺质量浓度5.9％，三乙胺质量浓度3.4％，樟脑磺酸5.9％)，取均苯三甲酰氯3g加入1000ml正己烷中，搅拌至溶解，制得均苯三甲酰氯-正己烷油相溶液(油相溶液中均苯三甲酰氯质量浓度0.3％)，将聚砜支撑膜浸入到水相溶液中，浸入时间为25s，取出后去除溶剂去离子水，再浸入到配制的均苯三甲酰氯-正己烷油相溶液中进行界面聚合反应，界面聚合反应时间为50s，取出后去除溶剂正己烷，得到初生态反渗透膜；
将聚合度为2000，醇解度为99％的聚乙烯醇40g溶于80℃的900ml去离子水中，机械搅拌15min，得到聚乙烯醇水溶液；
取氧化石墨烯2g溶于100ml去离子水中，磁力搅拌10min，超声分散2h，得到氧化石墨烯水溶液；
将氧化石墨烯水溶液与聚乙烯醇水溶液混合，磁力搅拌10min，超声分散30min，得到含氧化石墨烯的聚乙烯醇水溶液(氧化石墨烯与聚乙烯醇的质量比为1∶20)；向含氧化石墨烯的聚乙烯醇水溶液中加入戊二醛4g、左旋丝氨酸2g和盐酸1g，磁力搅拌10min，得到含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液(溶液中聚乙烯醇质量浓度3.8％，戊二醛质量浓度0.38％，左旋丝氨酸质量浓度0.19％，盐酸质量浓度0.1％)，将含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液涂覆在初生态反渗透膜表面，放入100℃的烘箱内反应10min，得到氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层改性的反渗透膜。
实施例8
取间苯二胺70g、三乙胺40g和樟脑磺酸70g加入1000ml去离子水中，磁力搅拌5min，制得水相溶液(水相溶液中间苯二胺质量浓度5.9％，三乙胺质量浓度3.4％，樟脑磺酸5.9％)，取均苯三甲酰氯3g加入1000ml正己烷中，搅拌至溶解，制得均苯三甲酰氯-正己烷油相溶液(油相溶液中均苯三甲酰氯质量浓度0.3％)，将聚砜支撑膜浸入到水相溶液中，浸入时间为25s，取出后去除溶剂去离子水，再浸入到配制的均苯三甲酰氯-正己烷油相溶液中进行界面聚合反应，界面聚合反应时间为50s，取出后去除溶剂正己烷，得到初生态反渗透膜；
将聚合度为2000，醇解度为99％的聚乙烯醇40g溶于80℃的900ml去离子水中，机械搅拌15min，得到聚乙烯醇水溶液；
取氧化石墨烯4g溶于100ml去离子水中，磁力搅拌10min，超声分散2h，得到氧化石墨烯水溶液；
将氧化石墨烯水溶液与聚乙烯醇水溶液混合，磁力搅拌10min，超声分散30min，得到含氧化石墨烯的聚乙烯醇水溶液(氧化石墨烯与聚乙烯醇的质量比为1∶10)；向含氧化石墨烯的聚乙烯醇水溶液中加入戊二醛4g、左旋丝氨酸2g和盐酸1g，磁力搅拌10min，得到含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液(溶液中聚乙烯醇质量浓度3.8％，戊二醛质量浓度0.38％，左旋丝氨酸质量浓度0.19％，盐酸质量浓度0.1％)，将含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液涂覆在初生态反渗透膜表面，放入100℃的烘箱内反应10min，得到氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层改性的反渗透膜。
将对比例1-2和实施例1-8制备的反渗透膜放置在水中，在25℃，150psi压力，2000ppm氯化钠的水溶液的测试条件下，在待膜稳定运行30min后测量对比样和涂覆氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层的反渗透膜的水通量和脱盐率，测试结果见表1。
表1
| 反渗透膜片编号 | 水通量/GFD | 脱盐率/％ |
| 对比例1 | 23.57 | 98.22 |
| 对比例2 | 18.73 | 98.30 |
| 实施例1 | 20.59 | 98.34 |
| 实施例2 | 21.06 | 98.51 |
| 实施例3 | 22.34 | 98.21 |
| 实施例4 | 16.78 | 98.04 |
| 实施例5 | 19.33 | 98.53 |
| 实施例6 | 20.97 | 98.69 |
| 实施例7 | 21.45 | 98.36 |
| 实施例8 | 15.31 | 98.16 |
对比例1是没有聚乙烯涂层的反渗透膜，对比例2是在反渗透膜上涂覆聚乙烯涂层，而实施例1-8是在聚乙烯醇涂层中添加了不同质量的氧化石墨烯，从表1中可以发现，聚乙烯醇涂层中氧化石墨烯的含量对反渗透膜的水通量有重要的影响，无论是聚合度1000的聚乙烯醇还是聚合度2000的聚乙烯醇，随着氧化石墨烯与聚乙烯醇的质量比逐渐增大，氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层改性的反渗透膜片的水通量也逐渐增大，然而当氧化石墨烯与聚乙烯醇的质量比超过1∶20时，氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层改性的反渗透膜片的水通量反而下降了，这主要是因为随着氧化石墨烯含量的增加，其在聚乙烯醇溶液中的分散变得更加困难，更容易发生团聚。而聚乙烯醇涂层中氧化石墨烯的含量对反渗透膜的脱盐率影响不大，脱盐率仍维持在较高水平。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层改性的反渗透膜制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、初生态反渗透膜的制备
配制含间苯二胺、三乙胺和樟脑磺酸的水相溶液，所述水相溶液中间苯二胺的质量浓度为3-8％，三乙胺的质量浓度为2-6％，樟脑磺酸的质量浓度为5-10％；配制含均苯三甲酰氯的油相溶液，所述油相溶液中均苯三甲酰氯的质量浓度0.1-0.5％；将聚砜支撑膜贴于不锈钢片上浸入到所述水相溶液，取出后去除溶剂，再浸入到所述油相溶液中进行界面聚合反应，取出后去除溶剂，得到初生态反渗透膜；
步骤二、含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液的配制
将氧化石墨烯水溶液和聚乙烯醇水溶液混合，磁力搅拌5-10min，超声分散30-60min，然后加入交联剂、丝氨酸和酸催化剂，得到含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液；
步骤三、初生态反渗透膜的涂覆
将所述含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液涂覆在所述初生态反渗透膜表面，放入60-120℃的烘箱内反应5-20min，得到氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层改性的反渗透膜。
2.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层改性的反渗透膜制备方法，其特征在于：所述聚乙烯醇的聚合度为1000-2000，醇解度为99％，所述含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液中聚乙烯醇的质量浓度为0.1-8％。
3.根据权利要求2所述的一种氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层改性的反渗透膜制备方法，其特征在于：所述含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液中，氧化石墨烯与聚乙烯醇的质量比为1∶20-50。
4.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层改性的反渗透膜制备方法，其特征在于：所述交联剂为戊二醛、丁二醛、马来酸酐、乙二酸中的一种或多种，所述含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液中交联剂质量浓度为0.1-1.2％。
5.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层改性的反渗透膜制备方法，其特征在于：所述丝氨酸为左旋丝氨酸，所述含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液中丝氨酸质量浓度为0.1-1％。
6.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层改性的反渗透膜制备方法，其特征在于：所述酸催化剂为盐酸、硫酸、硝酸中的一种或多种，所述含氧化石墨烯的聚乙烯醇交联反应溶液中酸催化剂的质量浓度为0.05-0.5％。
7.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯/聚乙烯醇涂层改性的反渗透膜制备方法，其特征在于：所述油相溶液中溶剂为正己烷。
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