專利名稱：金屬氫氧化物納米線和氧化石墨烯制備氧化石墨烯基多孔薄膜的方法及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬氫氧化物納米線和氧化石墨烯制備氧化石墨烯基多孔膜薄的方法及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
氧化石墨烯以其優(yōu)越的機械性能、化學(xué)穩(wěn)定性、單原子層厚的宏觀二維結(jié)構(gòu)以及可以大規(guī)模廉價的化學(xué)制備，使其在分離材料中具有巨大潛在的應(yīng)用價值。但是純的氧化石墨烯薄膜的分離效率很低，很難用于實際的生產(chǎn)活動中，因此需要尋求一種既具備和氧化石墨烯納米分離薄膜相近的分離性能，同時又具有很好的分離效率的多孔分離薄膜。利用庫侖相互作用，在帶負(fù)電的氧化石墨烯片層間加入直徑為納米級的埭鎮(zhèn)電荷的金屬氫氧 化物納米線的方法來制備更多納米通道的氧化石墨烯納米多孔分離膜，膜的孔徑可以在約2-8納米之間可調(diào)，薄膜的厚度為1-2微米。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種金屬氫氧化物納米線和氧化石墨烯制備氧化石墨烯多孔膜的方法及應(yīng)用。一種氫氧化銅納米線和氧化石墨烯制備氧化石墨烯基多孔薄膜的方法的步驟如下
O超聲分散氧化石墨烯獲得質(zhì)量百分比濃度為O. 005-0. 1%的氧化石墨烯分散液，備
用；
2)相同體積的4mM硝酸銅水溶液與I. 4 mM乙醇胺水溶液在磁力攪拌下混合均勻，然后靜置1-5天，生成Cu (OH) 2納米線溶液；
3)將質(zhì)量百分比濃度為O.005-0. 1%的氧化石墨烯分散液與Cu(OH)2納米線溶液，按照體積比3:1-3:20混合，在磁力攪拌下混合5-30分鐘，生成GO- Cu (OH) 2納米線絮狀懸浮液；將所述的GO- Cu(OH)2納米線絮狀懸浮液通過聚碳酸酯多孔膜真空抽濾，在聚碳酸酯多孔膜上形成一層厚為1-2微米的GO- Cu (OH) 2多孔薄膜，所述的GO- Cu (OH) 2多孔薄膜的孔徑為1-8納米；
4)用濃度為ImM -I M的酸溶液處理GO- Cu (OH) 2多孔薄膜，得到氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔徑為1-3納米；
或用摩爾濃度為lmM-30mM的水合肼溶液處理GO- Cu (OH) 2多孔薄膜，再利用I mM -IM的酸溶液處理，得到氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔徑為1-3納米。另一種氫氧化鋅和氧化石墨烯制備氧化石墨烯基多孔薄膜的方法的步驟如下
O超聲分散氧化石墨烯獲得質(zhì)量百分比濃度為O. 02-0. 04%的氧化石墨烯分散液，備
用；2)相同體積的4mM硝酸鋅水溶液與2.4 mM乙醇胺水溶液在磁力攪拌下混合均勻，靜置5分鐘，生成Zn (OH) 2納米線溶液；
3)將質(zhì)量百分比濃度為O.005-0. 1%的氧化石墨烯分散液與Zn(OH)2納米線溶液，按照體積比3:1-3:50混合，在磁力攪拌下混合3-10分鐘，生成GO- Zn (OH) 2納米線絮狀懸浮液；將所述的GO- Zn(OH)2納米線絮狀懸浮液通過聚碳酸酯多孔膜真空抽濾，在聚碳酸酯多孔膜上形成一層厚為1-2微米的GO- Zn (OH) 2多孔膜，所述的GO- Zn (OH) 2多孔薄膜的孔徑為1-12納米；
4)用濃度為ImM -I M的酸溶液處理GO- Zn (OH) 2多孔薄膜，得到氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔徑為1-3納米。或用摩爾濃度為lmM-30mM的水合肼溶液處理GO- Zn (OH) 2多孔薄膜，再利用I mM-I M的酸溶液處理，得到一種氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔 徑為1-4納米；
還有一種氫氧化鎘納米線和氧化石墨烯制備氧化石墨烯基多孔薄膜的方法的步驟如
下
1)超聲分散氧化石墨烯獲得質(zhì)量百分比濃度為O.005-0. 1%的氧化石墨烯分散液，備
用；
2)相同體積的4.O mM硝酸鎘水溶液與I. 6 mM乙醇胺水溶液在磁力攪拌下混合均勻，然后靜置30分鐘，生成Cd(OH)2納米線溶液；
3)將質(zhì)量百分比濃度為O.005-0. 1%的氧化石墨烯分散液與Cd(OH)2納米線溶液，按照體積比3:1-3:100混合，在磁力攪拌下混合5-30分鐘，生成GO- Cd (OH) 2納米線絮狀懸浮液；將所述的GO- Cd(OH)2納米線絮狀懸浮液通過聚碳酸酯多孔膜真空抽濾，在聚碳酸酯多孔膜上形成一層厚為1-2微米的GO- Cd (OH) 2多孔薄膜，所述的GO- Cd (OH) 2多孔薄膜的孔徑為1-6納米；
4)用濃度為ImM -I M的酸溶液處理GO- Cd (OH) 2多孔薄膜，得到氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔徑為1-3納米；
或用摩爾濃度為lmM-30mM的水合肼溶液處理GO- Cd (OH) 2多孔薄膜，再利用I mM -IM的酸溶液處理，得到氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔徑為1-2納米。所述的酸溶液為HCl溶液、H2SO4溶液或pH為0_5的乙二胺四乙酸。所述的氧化石墨烯基多孔薄膜用于分離3-500 nm nm直徑的分子或顆粒，通量為649-826 L/m2 · h · bar ;所述的步驟3)得到的GO- Cu(OH)2多孔薄膜用于分離10-500 nm直徑的分子或顆粒，通量為6000-7500 L/m2 · h · bar。所述的氧化石墨烯基多孔薄膜用于分離直徑為4-500納米的分子或者是顆粒，水的通量為680-880 L/m2 · h · bar ;所述的步驟3)得到的GO- Zn (OH)2多孔薄膜用于分離12-500 nm直徑的分子或顆粒，通量為7000_8000L/m2 · h · bar。所述的氧化石墨烯基多孔薄膜用于分離直徑為2_500nm的分子或者是顆粒，水的通量為400-630 L/m2 -h -bar ;所述的步驟3)得到的GO- Cd(OH)2多孔薄膜用于分離6-500nm直徑的分子或顆粒，通量為5000-6500 L/m2 · h · bar。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果氧化石墨烯以其優(yōu)越的機械性能、化學(xué)穩(wěn)定性、單原子層厚的宏觀二維結(jié)構(gòu)以及可以大規(guī)模廉價的化學(xué)制備，使其在分離材料中具有巨大潛在的應(yīng)用價值。但是純的氧化石墨烯薄膜的分離效率很低，很難用于實際的生產(chǎn)活動中，因此需要尋求一種既具備和氧化石墨烯納米分離薄膜相近的分離性能，同時又具有很好的分離效率的多孔分離薄膜。


圖I是金屬氫氧化物納米線和氧化石墨烯制備氧化石墨烯多孔膜的流程 圖2是GO- Cu(OH)2多孔薄膜的表面SEM照片；
圖3是GO- Zn(OH)2多孔薄膜的表面SEM照片；
圖4是GO- Cd(OH)2多孔薄膜的表面SEM照片；
圖5是氧化石墨烯多孔薄膜的表面SEM照片；
圖6是第二種氧化石墨烯多孔薄膜的表面SEM照片；
圖7是第三種化石墨烯多孔薄膜的斷面SEM照片；
圖8是氧化石墨烯基多孔薄膜表面SEM照片；
圖9是第二種氧化石墨烯基多孔薄膜表面SEM照片；
圖10是第三種氧化石墨烯基多孔薄膜表面SEM照片。
具體實施例方式一種氫氧化銅納米線和氧化石墨烯制備氧化石墨烯基多孔薄膜的方法的步驟如下
O超聲分散氧化石墨烯獲得質(zhì)量百分比濃度為O. 005-0. 1%的氧化石墨烯分散液，備
用；
2)相同體積的4mM硝酸銅水溶液與I. 4 mM乙醇胺水溶液在磁力攪拌下混合均勻，然后靜置1-5天，生成Cu (OH) 2納米線溶液；
3)將質(zhì)量百分比濃度為O.005-0. 1%的氧化石墨烯分散液與Cu(OH)2納米線溶液，按照體積比3:1-3:20混合，在磁力攪拌下混合5-30分鐘，生成GO- Cu (OH) 2納米線絮狀懸浮液；將所述的GO- Cu(OH)2納米線絮狀懸浮液通過聚碳酸酯多孔膜真空抽濾，在聚碳酸酯多孔膜上形成一層厚為1-2微米的GO- Cu (OH) 2多孔薄膜，所述的GO- Cu (OH) 2多孔薄膜的孔徑為1-8納米；
4)用濃度為ImM -I M的酸溶液處理GO- Cu (OH) 2多孔薄膜，得到氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔徑為1-3納米；
或用摩爾濃度為lmM-30mM的水合肼溶液處理GO- Cu (OH) 2多孔薄膜，再利用I mM -IM的酸溶液處理，得到氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔徑為1-3納米；
另一種氫氧化鋅和氧化石墨烯制備氧化石墨烯基多孔薄膜的方法的步驟如下
O超聲分散氧化石墨烯獲得質(zhì)量百分比濃度為O. 02-0. 04%的氧化石墨烯分散液，備
用；
2)相同體積的4 mM硝酸鋅水溶液與2. 4 mM乙醇胺水溶液在磁力攪拌下混合均勻，靜置5分鐘，生成Zn (OH)2納米線溶液；3)將質(zhì)量百分比濃度為O.005-0. 1%的氧化石墨烯分散液與Zn(OH)2納米線溶液，按照體積比3:1-3:50混合，在磁力攪拌下混合3-10分鐘，生成GO- Zn (OH) 2納米線絮狀懸浮液；將所述的GO- Zn(OH)2納米線絮狀懸浮液通過聚碳酸酯多孔膜真空抽濾，在聚碳酸酯多孔膜上形成一層厚為1-2微米的GO- Zn (OH) 2多孔膜，所述的GO- Zn (OH) 2多孔薄膜的孔徑為1-12納米；
4)用濃度為ImM -I M的酸溶液處理GO- Zn (OH) 2多孔薄膜，得到氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔徑為1-3納米，或用摩爾濃度為lmM-30mM的水合肼溶液處理GO- Zn(OH)2S孔薄膜，再利用I mM -I M的酸溶液處理，得到一種氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔徑為1-4納米。還有一種氫氧化鎘納米線和氧化石墨烯制備氧化石墨烯基多孔薄膜的方法的步 驟如下
1)超聲分散氧化石墨烯獲得質(zhì)量百分比濃度為O.005-0. 1%的氧化石墨烯分散液，備
用；
2)相同體積的4.O mM硝酸鎘水溶液與I. 6 mM乙醇胺水溶液在磁力攪拌下混合均勻，然后靜置30分鐘，生成Cd(OH)2納米線溶液；
3)將質(zhì)量百分比濃度為O.005-0. 1%的氧化石墨烯分散液與Cd(OH)2納米線溶液，按照體積比3:1-3:100混合，在磁力攪拌下混合5-30分鐘，生成GO- Cd (OH) 2納米線絮狀懸浮液；將所述的GO- Cd(OH)2納米線絮狀懸浮液通過聚碳酸酯多孔膜真空抽濾，在聚碳酸酯多孔膜上形成一層厚為1-2微米的GO- Cd (OH) 2多孔薄膜，所述的GO- Cd (OH) 2多孔薄膜的孔徑為1-6納米；
4)用濃度為ImM -I M的酸溶液處理GO- Cd (OH) 2多孔薄膜，得到氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔徑為1-3納米?；蛴媚枬舛葹閘mM-30mM的水合肼溶液處理GO- Cd (OH) 2多孔薄膜，再利用I mM-I M的酸溶液處理，得到氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔徑為1~2納米。所述的酸溶液為HCl溶液、H2SO4溶液或pH為0_5的乙二胺四乙酸。所述的氧化石墨烯基多孔薄膜用于分離3-500 nm nm直徑的分子或顆粒，通量為649-826 L/m2 · h · bar ;所述的步驟3)得到的GO- Cu(OH)2多孔薄膜用于分離10-500 nm直徑的分子或顆粒，通量為6000-7500 L/m2 · h · bar。所述的氧化石墨烯基多孔薄膜用于分離直徑為4-500納米的分子或者是顆粒，水的通量為680-880 L/m2 · h · bar ;所述的步驟3)得到的GO- Zn (OH)2多孔薄膜用于分離12-500 nm直徑的分子或顆粒，通量為7000_8000L/m2 · h · bar。所述的氧化石墨烯基多孔薄膜用于分離直徑為2_500nm的分子或者是顆粒，水的通量為400-630 L/m2 -h -bar ;所述的步驟3)得到的GO- Cd(OH)2多孔薄膜用于分離6-500nm直徑的分子或顆粒，通量為5000-6500 L/m2 · h · bar。以下結(jié)合實例進(jìn)一步說明本發(fā)明。實施例I
1)超聲分散氧化石墨烯獲得質(zhì)量百分比濃度為O.005%的氧化石墨烯分散液，備用；
2)相同體積的4mM硝酸銅水溶液與I. 4 mM乙醇胺水溶液在磁力攪拌下混合均勻，然后靜置I天，生成Cu (OH) 2納米線溶液；
3)將質(zhì)量百分比濃度為O.005%的氧化石墨烯分散液與Cu (OH) 2納米線溶液，按照體積比3:1混合，在磁力攪拌下混合5分鐘，生成GO- Cu(OH)2納米線絮狀懸浮液；將所述的GO-Cu(OH)2納米線絮狀懸浮液通過聚碳酸酯多孔膜真空抽濾，在聚碳酸酯多孔膜上形成一層厚為O. 7微米的GO- Cu(OH)2多孔薄膜，所述的GO- Cu(OH)2多孔薄膜的孔徑為6納米；
4)用濃度為ImM的酸溶液處理GO- Cu(OH)2S孔薄膜，得到氧化石墨烯多孔薄膜，所述的氧化石墨烯多孔薄膜的孔徑為I納米。實施例2
1)超聲分散氧化石墨烯獲得質(zhì)量百分比濃度為O.1%的氧化石墨烯分散液，備用；
2)相同體積的4mM硝酸銅水溶液與I. 4 mM乙醇胺水溶液在磁力攪拌下混合均勻，然后靜置I天，生成Cu (OH) 2納米線溶液；
3)將質(zhì)量百分比濃度為O.1%的氧化石墨烯分散液與Cu (OH) 2納米線溶液，按照體積比3:20混合，在磁力攪拌下混合5分鐘，生成GO- Cu (OH) 2納米線絮狀懸浮液；將所述的GO-Cu(OH)2納米線絮狀懸浮液通過聚碳酸酯多孔膜真空抽濾，在聚碳酸酯多孔膜上形成一層厚為2. 5微米的GO- Cu(OH)2多孔薄膜，所述的GO- Cu(OH)2多孔薄膜的孔徑為8納米；
4)用摩爾濃度為ImM的水合肼溶液處理GO-Cu(OH)2S孔薄膜，再利用I mM的酸溶液處理，得到一種氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔徑為3納米。實施例3
1)超聲分散氧化石墨烯獲得質(zhì)量百分比濃度為O.02%的氧化石墨烯分散液，備用；
2)相同體積的4mM硝酸銅水溶液與I. 4 mM乙醇胺水溶液在磁力攪拌下混合均勻，然后靜置2天，生成Cu (OH) 2納米線溶液；
3)將質(zhì)量百分比濃度為O.02%的氧化石墨烯分散液與Cu(OH)2納米線溶液，按照體積比3:10混合，在磁力攪拌下混合30分鐘，生成GO- Cu(OH)2納米線絮狀懸浮液；將所述的GO- Cu(OH)2納米線絮狀懸浮液通過聚碳酸酯多孔膜真空抽濾，在聚碳酸酯多孔膜上形成一層厚為2微米的GO- Cu(OH)2多孔薄膜，所述的GO- Cu(OH)2多孔薄膜的孔徑為8納米；
4)用濃度為IM的酸溶液處理GO- Cu(OH)2S孔薄膜，得到氧化石墨烯多孔薄膜，所述的氧化石墨烯多孔薄膜的孔徑為2納米。實施例4
1)超聲分散氧化石墨烯獲得質(zhì)量百分比濃度為O.005%的氧化石墨烯分散液，備用；
2)相同體積的4mM硝酸銅水溶液與I. 4 mM乙醇胺水溶液在磁力攪拌下混合均勻，然后靜置I天，生成Cu (OH) 2納米線溶液；
3)將質(zhì)量百分比濃度為O.1%的氧化石墨烯分散液與Cu (OH) 2納米線溶液，按照體積比3:20混合，在磁力攪拌下混合30分鐘，生成GO- Cu(OH)2納米線絮狀懸浮液；將所述的GO-Cu(OH)2納米線絮狀懸浮液通過聚碳酸酯多孔膜真空抽濾，在聚碳酸酯多孔膜上形成一層厚為O. 7微米的GO- Cu(OH)2多孔薄膜，所述的GO- Cu(OH)2多孔薄膜的孔徑為6納米；
4)用摩爾濃度為30mM的水合肼溶液處理GO-Cu (OH) 2多孔薄膜，再利用I M的酸溶液處理，得到一種氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔徑為I納米。實施例5
I)超聲分散氧化石墨烯獲得質(zhì)量百分比濃度為O. 1%的氧化石墨烯分散液，備用；2)相同體積的4mM硝酸銅水溶液與I. 4 mM乙醇胺水溶液在磁力攪拌下混合均勻，然后靜置1-5天，生成Cu (OH) 2納米線溶液；
3)將質(zhì)量百分比濃度為O.1%的氧化石墨烯分散液與Cu (OH) 2納米線溶液，按照體積比3:1-3:20混合，在磁力攪拌下混合5-30分鐘，生成GO- Cu(OH)2納米線絮狀懸浮液；將所述的GO- Cu(OH)2納米線絮狀懸浮液通過聚碳酸酯多孔膜真空抽濾，在聚碳酸酯多孔膜上形成一層厚為2. 5微米的GO- Cu(OH)2多孔薄膜，所述的GO- Cu (OH) 2多孔薄膜的孔徑為8納米；
4)用濃度為ImM -I M的酸溶液處理GO- Cu (OH) 2多孔薄膜，得到氧化石墨烯多孔薄膜，所述的氧化石墨烯多孔薄膜的孔徑為I納米，或用摩爾濃度為lmM-30mM的水合肼溶液處理GO- Cu(OH)2S孔薄膜，再利用I mM -I M的酸溶液處理，得到一種氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔徑為2納米?！?br> 實施例6
1)超聲分散氧化石墨烯獲得質(zhì)量百分比濃度為O.02%的氧化石墨烯分散液，備用；
2)相同體積的4mM硝酸銅水溶液與I. 4 mM乙醇胺水溶液在磁力攪拌下混合均勻，然后靜置1-5天，生成Cu (OH) 2納米線溶液；
3)將質(zhì)量百分比濃度為O.02%的氧化石墨烯分散液與Cu(OH)2納米線溶液，按照體積比3:10混合，在磁力攪拌下混合5-30分鐘，生成GO- Cu (OH) 2納米線絮狀懸浮液；將所述的GO- Cu(OH)2納米線絮狀懸浮液通過聚碳酸酯多孔膜真空抽濾，在聚碳酸酯多孔膜上形成一層厚為2微米的GO- Cu(OH)2多孔薄膜，所述的GO- Cu(OH)2多孔薄膜的孔徑為8納米;
4)用濃度為ImM -I M的酸溶液處理GO- Cu (OH) 2多孔薄膜，得到氧化石墨烯多孔薄膜，所述的氧化石墨烯多孔薄膜的孔徑為I納米，或用摩爾濃度為lmM-30mM的水合肼溶液處理GO- Cu(OH)2S孔薄膜，再利用I mM -I M的酸溶液處理，得到一種氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔徑為2納米。實施例7
1)超聲分散氧化石墨烯獲得質(zhì)量百分比濃度為O.005%的氧化石墨烯分散液，備用；
2)相同體積的4mM硝酸鋅水溶液與2.4 mM乙醇胺水溶液在磁力攪拌下混合均勻，靜置5分鐘，生成Zn (OH) 2納米線溶液；
3)將質(zhì)量百分比濃度為O.005%的氧化石墨烯分散液與Zn (OH) 2納米線溶液，按照體積比3:1混合，在磁力攪拌下混合3分鐘，生成GO- Zn(OH)2納米線絮狀懸浮液；將所述的GO-Zn(OH)2納米線絮狀懸浮液通過聚碳酸酯多孔膜真空抽濾，在聚碳酸酯多孔膜上形成一層厚為O. 8微米的GO- Zn(OH)2多孔薄膜，所述的GO- Zn(OH)2多孔薄膜的孔徑為10納米；
4)用濃度為ImM的酸溶液處理GO- Zn(OH)2多孔薄膜，得到氧化石墨烯多孔薄膜，所述的氧化石墨烯多孔薄膜的孔徑為I納米，或用摩爾濃度為ImM的水合肼溶液處理GO-Zn(OH)2S孔薄膜，再利用I mM的酸溶液處理，得到一種氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔徑為I納米。實施例8
I)超聲分散氧化石墨烯獲得質(zhì)量百分比濃度為O. 1%的氧化石墨烯分散液，備用；2)相同體積的4mM硝酸鋅水溶液與2.4 mM乙醇胺水溶液在磁力攪拌下混合均勻，靜置5分鐘，生成Zn (OH) 2納米線溶液；
3)將質(zhì)量百分比濃度為O.1%的氧化石墨烯分散液與Zn (OH) 2納米線溶液，按照體積比3:50混合，在磁力攪拌下混合3分鐘，生成GO- Zn (OH) 2納米線絮狀懸浮液；將所述的GO-Zn(OH)2納米線絮狀懸浮液通過聚碳酸酯多孔膜真空抽濾，在聚碳酸酯多孔膜上形成一層厚為2. 7微米的GO- Zn(OH)2多孔薄膜，所述的GO- Zn(OH)2多孔薄膜的孔徑為12納米；
4)用濃度為ImM的酸溶液處理GO- Zn(OH)2多孔薄膜，得到氧化石墨烯多孔薄膜，所述的氧化石墨烯多孔薄膜的孔徑為3納米，或用摩爾濃度為ImM的水合肼溶液處理GO-Zn(OH)2S孔薄膜，再利用I mM的酸溶液處理，得到一種氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔徑為3納米。實施例9· 1)超聲分散氧化石墨烯獲得質(zhì)量百分比濃度為O.02%的氧化石墨烯分散液，備用；
2)相同體積的4mM硝酸鋅水溶液與2.4 mM乙醇胺水溶液在磁力攪拌下混合均勻，靜置5分鐘，生成Zn (OH) 2納米線溶液；
3)將質(zhì)量百分比濃度為O.02%的氧化石墨烯分散液與Zn(OH)2納米線溶液，按照體積比3:25混合，在磁力攪拌下混合3分鐘，生成GO- Zn(OH)2納米線絮狀懸浮液；將所述的GO- Zn(OH)2納米線絮狀懸浮液通過聚碳酸酯多孔膜真空抽濾，在聚碳酸酯多孔膜上形成一層厚為2微米的GO- Zn (OH) 2多孔薄膜，所述的GO- Zn (OH) 2多孔薄膜的孔徑為11納米；
4)用濃度為ImM的酸溶液處理GO- Zn(OH)2多孔薄膜，得到氧化石墨烯多孔薄膜，所述的氧化石墨烯多孔薄膜的孔徑為2納米，或用摩爾濃度為ImM的水合肼溶液處理GO-Zn(OH)2S孔薄膜，再利用I mM的酸溶液處理，得到一種氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔徑為2納米。實施例10
1)超聲分散氧化石墨烯獲得質(zhì)量百分比濃度為O.005%的氧化石墨烯分散液，備用；
2)相同體積的4.O mM硝酸鎘水溶液與I. 6 mM乙醇胺水溶液在磁力攪拌下混合均勻，然后靜置30分鐘，生成Cd(OH)2納米線溶液；
3)將質(zhì)量百分比濃度為O.02%的氧化石墨烯分散液與Cd(OH)2納米線溶液，按照體積比3:1混合，在磁力攪拌下混合3分鐘，生成GO- Cd(OH)2納米線絮狀懸浮液；將所述的GO-Cd(OH)2納米線絮狀懸浮液通過聚碳酸酯多孔膜真空抽濾，在聚碳酸酯多孔膜上形成一層厚為O. 6微米的GO- Cd(OH)2多孔薄膜，所述的GO- Cd(OH)2多孔薄膜的孔徑為4納米；
4)用濃度為ImM的酸溶液處理GO- Cd(OH)2多孔薄膜，得到氧化石墨烯多孔薄膜，所述的氧化石墨烯多孔薄膜的孔徑為I納米，或用摩爾濃度為ImM的水合肼溶液處理GO-Cd(OH)2S孔薄膜，再利用I mM的酸溶液處理，得到一種氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔徑為I納米。實施例11
1)超聲分散氧化石墨烯獲得質(zhì)量百分比濃度為O.1%的氧化石墨烯分散液，備用；
2)相同體積的4.O mM硝酸鎘水溶液與I. 6 mM乙醇胺水溶液在磁力攪拌下混合均勻，然后靜置30分鐘，生成Cd(OH)2納米線溶液；
3)將質(zhì)量百分比濃度為O.1%的氧化石墨烯分散液與Cd (OH) 2納米線溶液，按照體積比3:100混合，在磁力攪拌下混合3分鐘，生成GO- Cd (OH) 2納米線絮狀懸浮液；將所述的GO-Cd(OH)2納米線絮狀懸浮液通過聚碳酸酯多孔膜真空抽濾，在聚碳酸酯多孔膜上形成一層厚為2. 5微米的GO- Cd(OH)2多孔薄膜，所述的GO- Cd(OH)2多孔薄膜的孔徑為6納米；
4)用濃度為I mM的酸溶液處理GO- Cd(OH)2多孔薄膜，得到氧化石墨烯多孔薄膜，所述的氧化石墨烯多孔薄膜的孔徑為3納米，或用摩爾濃度為ImM的水合肼溶液處理GO-Cd(OH)2S孔薄膜，再利用I mM的酸溶液處理，得到一種氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔徑為3納米。實施例12
1)超聲分散氧化石墨烯獲得質(zhì)量百分比濃度為O.02%的氧化石墨烯分散液，備用；
2)相同體積的4.O mM硝酸鎘水溶液與I. 6 mM乙醇胺水溶液在磁力攪拌下混合均勻，然后靜置30分鐘，生成Cd(OH)2納米線溶液； 3)將質(zhì)量百分比濃度為O.02%的氧化石墨烯分散液與Cd(OH)2納米線溶液，按照體積比3:50混合，在磁力攪拌下混合3分鐘，生成GO- Cd(OH)2納米線絮狀懸浮液；將所述的GO- Cd(OH)2納米線絮狀懸浮液通過聚碳酸酯多孔膜真空抽濾，在聚碳酸酯多孔膜上形成一層厚為I. 6微米的GO- Cd(OH)2多孔薄膜，所述的GO- Cd(OH)2多孔薄膜的孔徑為5納米;
4)用濃度為ImM的酸溶液處理GO- Cd(OH)2多孔薄膜，得到氧化石墨烯多孔薄膜，所述的氧化石墨烯多孔薄膜的孔徑為2納米，或用摩爾濃度為ImM的水合肼溶液處理GO-Cd(OH)2S孔薄膜，再利用I mM的酸溶液處理，得到一種氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔徑為2納米。
權(quán)利要求
1.一種氫氧化銅納米線和氧化石墨烯制備氧化石墨烯基多孔薄膜的方法，其特征在于它的步驟如下 O超聲分散氧化石墨烯獲得質(zhì)量百分比濃度為O. 005-0. 1%的氧化石墨烯分散液，備用； 2)相同體積的4mM硝酸銅水溶液與I. 4 mMこ醇胺水溶液在磁力攪拌下混合均勻，然后靜置1-5天，生成Cu (OH) 2納米線溶液； 3)將質(zhì)量百分比濃度為O.005-0. 1%的氧化石墨烯分散液與Cu(OH)2納米線溶液，按照體積比3:1-3:20混合，在磁力攪拌下混合5-30分鐘，生成GO- Cu (OH) 2納米線絮狀懸浮液；將所述的GO- Cu(OH)2納米線絮狀懸浮液通過聚碳酸酯多孔膜真空抽濾，在聚碳酸酯多孔膜上形成一層厚為1-2微米的GO- Cu (OH) 2多孔薄膜，所述的GO- Cu (OH) 2多孔薄膜的孔徑為1-8納米； 4)用濃度為ImM -I M的酸溶液處理GO- Cu (OH) 2多孔薄膜，得到氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔徑為1-3納米； 或用摩爾濃度為lmM-30mM的水合肼溶液處理GO- Cu (OH) 2多孔薄膜，再利用I mM -IM的酸溶液處理，得到氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔徑為1-3納米。
2.一種氫氧化鋅和氧化石墨烯制備氧化石墨烯基多孔薄膜的方法，其特征在于它的步驟如下 O超聲分散氧化石墨烯獲得質(zhì)量百分比濃度為O. 02-0. 04%的氧化石墨烯分散液，備用； 2)相同體積的4mM硝酸鋅水溶液與2. 4 mMこ醇胺水溶液在磁力攪拌下混合均勻，靜置5分鐘，生成Zn (OH)2納米線溶液； 3)將質(zhì)量百分比濃度為O.005-0. 1%的氧化石墨烯分散液與Zn(OH)2納米線溶液，按照體積比3:1-3:50混合，在磁力攪拌下混合3-10分鐘，生成GO- Zn (OH) 2納米線絮狀懸浮液；將所述的GO- Zn(OH)2納米線絮狀懸浮液通過聚碳酸酯多孔膜真空抽濾，在聚碳酸酯多孔膜上形成一層厚為1-2微米的GO- Zn (OH) 2多孔膜，所述的GO- Zn (OH) 2多孔薄膜的孔徑為1-12納米； 4)用濃度為ImM -I M的酸溶液處理GO- Zn (OH) 2多孔薄膜，得到氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔徑為1-3納米，或用摩爾濃度為lmM-30mM的水合肼溶液處理GO- Zn(OH)2多孔薄膜，再利用I mM -I M的酸溶液處理，得到ー種氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔徑為1-4納米。
3.一種氫氧化鎘納米線和氧化石墨烯制備氧化石墨烯基多孔薄膜的方法，其特征在于它的步驟如下 O超聲分散氧化石墨烯獲得質(zhì)量百分比濃度為O. 005-0. 1%的氧化石墨烯分散液，備用； 2)相同體積的4.O mM硝酸鎘水溶液與I. 6 mMこ醇胺水溶液在磁力攪拌下混合均勻，然后靜置30分鐘，生成Cd(OH)2納米線溶液； 3)將質(zhì)量百分比濃度為O.005-0. 1%的氧化石墨烯分散液與Cd(OH)2納米線溶液，按照體積比3:1-3:100混合，在磁力攪拌下混合5-30分鐘，生成GO- Cd (OH) 2納米線絮狀懸浮液；將所述的GO- Cd(OH)2納米線絮狀懸浮液通過聚碳酸酯多孔膜真空抽濾，在聚碳酸酯多孔膜上形成一層厚為1-2微米的GO- Cd (OH) 2多孔薄膜，所述的GO- Cd (OH) 2多孔薄膜的孔徑為1-6納米 4)用濃度為I mM -I M的酸溶液處理GO- Cd(OH)2S孔薄膜，得到氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔徑為1-3納米，或用摩爾濃度為lmM-30mM的水合肼溶液處理GO- Cd(OH)2S孔薄膜，再利用I mM -I M的酸溶液處理，得到氧化石墨烯基多孔薄膜，所述的氧化石墨烯基多孔薄膜的孔徑為1-2納米。
4.如權(quán)利要求I或2或3所述的一種氫氧化銅納米線和氧化石墨烯制備氧化石墨烯基多孔薄膜的方法，其特征在于所述的酸溶液為HCl溶液、H2SO4溶液或pH為0-5的乙二胺四乙酸。
5.一種如權(quán)利要求I所述的方法制備的氧化石墨烯基多孔薄膜的應(yīng)用，其特征在于氧化石墨烯基多孔薄膜用于分離3-500 nm nm直徑的分子或顆粒，通量為649-826 L/m2 · h · bar ;所述的步驟3)得到的GO- Cu(OH)2多孔薄膜用于分離10-500 nm直徑的分子或顆粒，通量為 6000-7500 L/m2 · h · bar。
6.一種如權(quán)利要求2所述的方法制備的氧化石墨烯基多孔薄膜的應(yīng)用，其特征在于氧化石墨烯基多孔薄膜用于分離直徑為4-500納米的分子或者是顆粒，水的通量為680-880L/m2 · h · bar ;所述的步驟3)得到的GO- Zn (OH)2多孔薄膜用于分離12-500 nm直徑的分子或顆粒，通量為7000-8000L/m2 · h · bar。
7.—種如權(quán)利要求3所述的方法制備的氧化石墨烯基多孔薄膜的應(yīng)用，其特征在于氧化石墨烯基多孔薄膜用于分離直徑為2-500nm的分子或者是顆粒，水的通量為400-630 L/m2 · h · bar ;所述的步驟3)得到的GO- Cd(OH)2多孔薄膜用于分離6-500 nm直徑的分子或顆粒，通量為 5000-6500 L/m2 · h · bar。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金屬氫氧化物納米線和氧化石墨烯制備氧化石墨烯基多孔膜薄的方法及應(yīng)用。利用化學(xué)氧化超聲分散的方法制備0.01-0.05%稀的帶負(fù)電的氧化石墨烯(GO)分散液，與直徑為納米級，長度為微米級的帶正電荷的、濃度為0.15到1.2mM的金屬氫氧化物納米線溶液混合，攪拌5-30分鐘，然后通過真空抽濾(50~85kPa負(fù)壓)在聚碳酸酯多孔膜上，經(jīng)過水合肼處理5-60分鐘，并用酸(HCl,H2SO4,HNO3)或者絡(luò)合劑乙二胺四乙酸(EDTA)去掉金屬氫氧化物納米線，獲得由去掉納米線留下的孔道構(gòu)成的GO納米多孔分離膜，可有效分離分子量為350道爾頓左右的分子。本發(fā)明制備的氧化石墨烯基多孔膜薄既具備和氧化石墨烯納米分離薄膜相近的分離性能，同時又具有很好的分離效率的多孔分離薄膜。
文檔編號B01D67/00GK102814124SQ201210286640
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月13日
發(fā)明者彭新生, 黃虎彪 申請人:浙江大學(xué)