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碳納米管/納米纖維導(dǎo)電復(fù)合膜及其制備方法

601   編輯:中冶有色網(wǎng)   來源:大連理工大學(xué)  
2023-11-29 14:03:22
權(quán)利要求書: 1.一種基于碳納米管/納米纖維復(fù)合分離膜的制備方法,其特征在于,該基于碳納米管/納米纖維復(fù)合分離膜分為支撐層和功能層兩部分,靜電紡絲制備的納米纖維作為支撐層,碳納米管作為分離層,碳納米管覆蓋在納米纖維表面,碳納米管經(jīng)過交聯(lián)劑1和交聯(lián)劑2共同交聯(lián)固定;其中碳納米管和納米纖維均為一維線性材料,兩種線性材料構(gòu)建三維網(wǎng)狀孔結(jié)構(gòu)分離膜,且通過線性材料互相交錯纏繞增強支撐層與分離層之間相互作用,構(gòu)成穩(wěn)定的膜結(jié)構(gòu);所述的交聯(lián)劑1和交聯(lián)劑2:聚丙烯酰胺和丁二酸、聚乙烯醇和戊二醛; 步驟如下: 第一步,納米纖維支撐層的制備 (1)將作為支撐層的紡絲材料溶于對應(yīng)的溶劑中,配制成質(zhì)量分數(shù)在10%?20%之間的紡絲液,進行靜電紡絲;將紡絲液通過微量進樣泵緩慢注射,液滴在靜電場作用下,向接收裝置遷移拉伸成納米纖維,調(diào)控靜電紡絲電壓密度1k/cm,紡絲距離在10cm?20cm范圍,根據(jù)濃度調(diào)控紡絲時間在4?20h,從接收裝置上得到相應(yīng)納米纖維支撐層; 其中,根據(jù)膜形態(tài)不同,具體操作如下:平板膜:采用滾輪納米纖維收集器或平板納米纖維收集器接收靜電紡絲制備納米纖維,待收集完畢直接從收集器表面取下熱壓成型平板支撐層; 中空纖維膜:采用動態(tài)連續(xù)的細絲收集器,在靜電紡絲成絲過程中,控制連續(xù)的細絲收集器以固定速率通過接收納米纖維區(qū)域后,細絲收集器傳送至加熱室,根據(jù)材料耐熱性加熱穩(wěn)定收縮納米纖維;然后將細絲收集器浸入0.1mol/L稀酸液或銅鹽溶液5?60min,之后抽離細絲收集器,得到中空纖維支撐層; 卷式膜:采用導(dǎo)電卷式中心管網(wǎng)作為納米纖維收集器,待收集完畢,將中心管網(wǎng)和納米纖維一起熱壓成型,然后通過涂膠將無紡布膜固定,然后冷卻至室溫得到卷式膜支撐層; 第二步,靜電噴涂制備碳納米管功能層將混酸酸化后的碳納米管分散于水中,配制成5?10mg/mL的分散液,混酸為體積比為 3:1的95?98wt.%濃硫酸和65?68wt.%濃硝酸;然后在調(diào)控電壓密度1k/cm,紡絲距離在10? 20cm范圍內(nèi)對納米纖維支撐層進行靜電噴涂; 第三步,碳納米管/納米纖維復(fù)合膜的交聯(lián)將制備成型的復(fù)合膜取下,浸泡在交聯(lián)劑1和交聯(lián)劑2的混合液中,并加入2M鹽酸調(diào)節(jié)o pH至2;取出后去離子水清洗,60C條件下干燥固化。 說明書:
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