基于双功能改性GO纳米片的混合基质膜及其制备方法与应用

技术特征：
1.一种双功能改性go纳米片的混合基质膜，其特征在于，所述混合基质膜包含有在二维sgo纳米片上原位生长fe3o4的fe3o
4-sgo纳米片，以fe3o
4-sgo纳米片作为填充剂与聚醚-聚酰胺共聚物物理共混。2.根据权利要求1所述的混合基质膜，其特征在于，所述填充剂占整个混合基质膜总量的1wt％～5wt％。所述混合基质膜中fe3o
4-sgo纳米片呈垂直排列。3.一种双功能改性go纳米片的混合基质膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)对二维薄片状的go纳米片进行磺酸基团亲水改性获得sgo纳米片；(2)将fecl3·
6h2o与fecl2·
4h2o溶解到去离子水中，并通入n2保护；加入步骤(1)中的sgo纳米片，超声分散后，升温搅拌；逐滴加入氨水调节ph值，继续搅拌后磁吸富集产物，上清液倒出后，去离子水洗涤至上清液呈中性且无色，真空干燥箱中干燥得到fe3o
4-sgo纳米片；(3)将步骤(2)中得到的fe3o
4-sgo纳米片和pebax溶液物理共混，室温下搅拌，得到铸膜液；(4)将步骤(3)得到的铸膜液倒在洁净平面上，并放置于磁场中自然干燥成膜后，真空干燥得到双功能改性go纳米片的混合基质膜。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述fecl3·
6h2o与fecl2·
4h2o、和sgo纳米片的用量比为：0.6995g：0.2573g：80～120mg。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的ph值为9.5～10。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述铸膜液中fe3o
4-sgo纳米片的含量为1～5wt％。7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述pebax溶液中pebax的质量分数为4～6wt％。8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述放置于磁场中为水平或垂直于磁场方向放置。9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述真空干燥的温度为40～50℃，时间为18～24h。10.根据权利要求1所述的的混合基质膜在co2分离领域中的应用。

技术总结
本发明属于气体分离膜技术领域，具体涉及一种基于双功能改性GO纳米片的混合基质膜及其制备方法与应用。本发明利用物理磁导向和化学功能化改性相结合的方法设计出高效分离CO2分子的新型膜材料Pebax/FSGO混合基质膜。基于对氧化石墨烯纳米片进行磺酸亲水改性和磁改性，改性后的纳米片与Pebax物理共混，并在外部磁场的诱导下发生定向排列。实现对CO2的高效分离。磺酸基团的亲水改性不仅赋予GO纳米片更强的CO2相互作用位点，而且作为亲水基团能够吸收并保留大量的水，在膜内构建了亲水通道，增加CO2的吸附和选择性。通过外部磁场诱导为CO2分子提供定向传递路径。所制备的Pebax/FSGO混合基质膜具有优异的气体分离性能，在气体膜分离领域具有广阔的应用前景。体膜分离领域具有广阔的应用前景。


技术研发人员：郭瑞丽 朱伟芳 刘福 曹珩珩
受保护的技术使用者：石河子大学
技术研发日：2022.08.30
技术公布日：2022/12/12