一種氧化石墨烯-聚合物雜化的全熱交換膜及其制備方法和應用
【專利摘要】本發明公開一種氧化石墨烯?聚合物雜化的全熱交換膜及其制備方法和應用。全熱交換膜包括厚度為200μm～500μm的氧化石墨烯/聚合物致密層、多孔支撐層，致密層復合在所述支撐層上。制備方法是氧化石墨烯分散液加入聚合物溶液中，加熱至40～120℃并攪拌6～12h，然后過濾、真空脫泡后得到鑄膜液；將鑄膜溶液涂覆在經預處理的支撐層上，真空干燥1?5h，用去離子水洗至中性，室溫下干燥制得氧化石墨烯?聚合物雜化全熱交換膜。本發明的全熱交換膜，可有效的阻隔有害氣體，具有高的能量交換效率、機械性能、熱穩定性及抗菌性，可以按照現有已知的方法組裝成全熱交換元件，用在全熱交換器中。
【專利說明】
一種氧化石墨烯-聚合物雜化的全熱交換膜及其制備方法和 應用
技術領域
[0001] 本發明屬于空調全熱回收技術領域，涉及一種全熱交換膜及其制備方法和應用， 具體涉及一種氧化石墨烯-聚合物雜化的全熱交換膜及其制備方法和使用該膜進行能量交 換的全熱交換器。
【背景技術】
[0002] 隨著建筑能耗的高速增長，建筑節能成為我國能源發展的重要戰略，而建筑能耗 中有55%左右為采暖和空調能耗，是制約建筑節能的關鍵因素。隨著人們生活水平的逐漸 提高，人們對室內空氣品質的要求也越來越高，致使新風能耗成為空調能耗的重要組成部 分。因此，如何在保證室內空氣質量的前提下，降低空調能耗已成為空調系統研究發展中的 最為重要的課題。研究表明：空調熱回收系統能夠將室外新風經過過濾、凈化、熱濕交換處 理后送進室內，同時又將室內污濁的排風經過過濾、凈化、熱濕回收之后排出室外，而且室 內空氣溫度基本不受新風流入的影響，有效提高建筑能耗比，可減小空調系統50%~80% 的新風負荷，可以有效地解決提高空氣質量和降低空調能耗之間的矛盾。
[0003] 盡管國家標準GB/T21087-2007要求空氣-空氣能量回收裝置在冬、夏季工況下的 焓交換效率分別達到55%、50%以上，但是到目前為止，由于技術的不成熟，國內大多數全 熱交換器產品的熱回收效率僅在50%左右，遠落后于國際先進水平，并且普遍存在廢氣漏 氣率高、易吸濕發霉等缺點，嚴重影響全熱交換器的節能環保效果和使用壽命。
[0004] 因此獲得高性能全熱交換膜，適合于不同環境的系列新風優化系統，大大縮小我 國新風空氣優化系統配套產品質量與國際先進水平的差距，打破發達國家技術壁皇，帶動 相關產業的快速發展，將切實有力地推動國家"節能減排"的進程，具有深遠的戰略意義和 良好的社會效益。
【發明內容】
[0005] 本發明的一個目的是針對上述技術問題提供一種氧化石墨烯-聚合物雜化的全熱 交換膜，這種膜能在保持高的有害氣體阻隔性的同時，全熱交換效率大幅度增加，并且氧化 石墨烯的加入有效改善了膜的機械性能、熱穩定性及抗菌性。
[0006] 本發明所述的全熱交換膜，包括氧化石墨烯/聚合物致密層、多孔支撐層，所述的 致密層復合在所述支撐層上;其中致密層的厚度為200M1~500mi。
[0007] 所述的氧化石墨烯/聚合物致密層為氧化石墨烯與聚合物按照0.1~1:100質量比 聚合而成；
[0008] 進一步地，所述的全熱交換膜為可制成管式膜、中空纖維膜或平板膜。
[0009] 本發明的另一個目的是提供上述氧化石墨烯-聚合物雜化的全熱交換膜的制備方 法，該方法包括以下步驟：
[0010] 步驟（1)、將聚合物膜材料加入溶劑A中，配制成5~20wt%的溶液;然后置于40~ 120 °C下加熱攪拌6~lOh，得到聚合物溶液；
[0011] 所述的聚合物膜材料為親水性聚合物，為淀粉類聚合物、聚乙烯醇、醋酸纖維素、 聚氯乙烯、聚丙烯酰胺、殼聚糖、海藻酸鈉、水性聚氨酯中的任意一種或幾種混合物；
[0012] 步驟(2)、將氧化石墨烯加入溶劑B中超聲分散，超聲分散功率為100W~1000W，超 聲分散時間0. lh~5h，配制成0.01~0.2wt %的氧化石墨稀分散液；
[0013] 所述的溶劑A、B各自獨立為去離子水、乙酸、丙酮、正庚烷、二甲基甲酰胺、甲基吡 咯烷酮中的任意一種或兩種；
[0014] 步驟(3 )、將步驟(2)的氧化石墨烯分散液加入步驟（1)的聚合物溶液中，加熱至40 ~120 °C并攪拌6~12h，然后過濾、真空脫泡后得到鑄膜液;其中氧化石墨烯分散液中氧化 石墨烯為聚合物溶液中聚合物質量的0.1~lwt%;
[0015] 步驟(4)、對支撐層進行表面清洗預處理；
[0016] 所述支撐層為有機支撐層或無機支撐層，其中有機支撐層為聚砜、聚醚砜、聚乙 烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯或醋酸纖維素中的任意一種支撐層;無機支撐層為氧 化鋁、氧化鋯、氧化硅或氧化鈦中的一種材料或幾種復合材料支撐層。
[0017] 步驟(5)、將步驟(3)制得的鑄膜溶液涂覆在步驟(4)經預處理的支撐層上，厚度為 200wii~500wii，真空干燥l_5h，用去離子水洗至中性，室溫下干燥制得氧化石墨烯-聚合物 雜化全熱交換膜。
[0018] 所述步驟(5)采用流延法、壓延法、刮膜、噴涂、旋涂或者浸入-提拉法。
[0019] 本發明的又一個目的是上述氧化石墨烯-聚合物雜化的全熱交換膜可組裝成全熱 交換元件在全熱交換器中的應用。
[0020] 本發明的全熱交換膜，可有效的阻隔有害氣體，具有高的能量交換效率、機械性 能、熱穩定性及抗菌性，可以按照現有已知的方法組裝成全熱交換元件，用在全熱交換器 中。
[0021] 本發明的全熱交換膜是將氧化石墨烯均勻分散于高分子聚合物的鑄膜液中，利用 層狀氧化石墨烯的快速水通道特性及高導熱性，從而實現氧化石墨烯改性聚合物膜具有高 效的顯熱交換效率及潛熱交換效率;氧化石墨烯/聚合物膜表面致密，有效的阻隔有害氣 體，另外氧化石墨烯的加入，增加了膜的機械性能、熱穩定性及抗菌性。膜的制備條件溫和， 操作過程簡單，易于批量規模化生產，具有較好的工業化生產基礎和廣闊的應用前景。 [0022]本發明的有益之處在于：
[0023] (1)提供了一種全新的性價比高的全熱交換膜。
[0024] (2)本發明的全熱交換膜制備方法簡單，原料成本低，易于推廣應用。
[0025] (3)本發明提供的可有效的阻隔有害氣體，具有尚的能量交換效率、機械性能、熱 穩定性及抗菌性的全熱交換膜可用于全熱空氣交換器，為室內提供新鮮空氣、有效排除污 濁有害空氣、回收空調暖通能量(同時回收排風中顯熱和潛熱）。
【具體實施方式】
[0026] 下面通過實施例對發明進一步闡述，但并不限制本發明。
[0027] 本發明氧化石墨烯-聚合物雜化的全熱交換膜，采用以下方法制備而成：
[0028]步驟（1)、將聚合物膜材料加入溶劑A中，配制成5~20wt%的溶液;然后置于40~ 120 °C下加熱攪拌6~lOh，得到聚合物溶液；
[0029] 所述的聚合物膜材料為親水性聚合物，為淀粉類聚合物、聚乙烯醇、醋酸纖維素、 聚氯乙烯、聚丙烯酰胺、殼聚糖、海藻酸鈉、水性聚氨酯中的任意一種或幾種混合物；
[0030] 步驟(2)、將氧化石墨烯加入溶劑B中超聲分散，超聲分散功率為100W~1000W，超 聲分散時間0. lh~5h，配制成0.01~0.2wt %的氧化石墨稀分散液；
[0031] 所述的溶劑A、B各自獨立為去離子水、乙酸、丙酮、正庚烷、二甲基甲酰胺、甲基吡 咯烷酮中的任意一種或兩種；
[0032]步驟(3)、將步驟(2)的氧化石墨烯分散液加入步驟（1)的聚合物溶液中，加熱至40 ~120 °C并攪拌6~12h，然后過濾、真空脫泡后得到鑄膜液;其中氧化石墨烯分散液中氧化 石墨烯為聚合物溶液中聚合物質量的0.1~lwt%;
[0033]步驟(4 )、對支撐層進行表面清洗預處理；
[0034] 所述支撐層為有機支撐層或無機支撐層，其中有機支撐層為聚砜、聚醚砜、聚乙 烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯或醋酸纖維素中的任意一種支撐層;無機支撐層為氧 化鋁、氧化鋯、氧化硅或氧化鈦中的一種材料或幾種復合材料支撐層。
[0035] 步驟(5)、將步驟(3)制得的鑄膜溶液采用流延法、壓延法、刮膜、噴涂、旋涂或者浸 入-提拉法涂覆在步驟(4)經預處理的支撐層上，厚度為200mi~500mi，真空干燥l-5h，用去 離子水洗至中性，室溫下干燥制得氧化石墨烯-聚合物雜化全熱交換膜。
[0036] 上述制備得到的全熱交換膜，包括氧化石墨烯/聚合物致密層、多孔支撐層，所述 的致密層復合在所述支撐層上;其中致密層的厚度為200WI1~500M1。所述的氧化石墨稀/聚 合物致密層為氧化石墨稀與聚合物按照0.1~1:100質量比聚合而成。
[0037]所述的全熱交換膜為可制成管式膜、中空纖維膜或平板膜。
[0038]以下實施例所采用的溫度交換效率和焓交換效率測試方法均參照國家標準GB/ T21087-2007《空氣-空氣能量回收裝置》中的夏季制冷工況，即新風側干球溫度35°C，濕球 溫度28°C;排風側干球溫度27°C，濕球溫度19.5°C;所制造的全熱交換機芯交換面積約 10m 2。抗菌性能測試參照國家輕工行業標準QB/T2591-2003《抗菌塑料抗菌性能試驗方法和 抗菌效果》。
[0039] 實施例1
[0040] (1)將15g醋酸纖維素加入到85g醋酸中，于50°C下加熱攪拌10h，溶液靜置待用。 [0041] (2)將O.lg的氧化石墨烯溶于50mL去離子水中，超聲分散功率為100W，超聲時間為 5h，超聲分散形成氧化石墨烯水溶液。
[0042] (3)將步驟(2)中的氧化石墨烯的水分散液加入步驟（1)中的醋酸纖維素溶液中， 50°C加熱攪拌10h，然后過濾、真空脫泡后得到鑄膜液。
[0043] (4)對80g/m2、厚度為100微米的聚砜支撐體進行表面清洗預處理；
[0044] (5)將步驟(3)制得的鑄膜溶液采用溶劑蒸發法涂覆在步驟(4)經預處理的支撐層 上，厚度為200wii~500M1，真空干燥lh，用去離子水洗至中性，室溫下干燥制得氧化石墨稀-醋酸纖維素雜化全熱交換膜。該全熱交換膜可制作成平板膜元件。
[0045] 經檢測，本實施例制備的全熱交換薄膜，二氧化碳氣體透過量為1.6*104cm3/m2 ? day ? O.IMPa;制成全熱交換膜機芯，在新風和排風風量均為200m3/h條件下，溫度交換效率 為68.0 %，焓交換效率73.8%。抗菌性能：對大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌的抗菌率〉 99% 〇
[0046] 對比實施例1
[0047] (1)將15g醋酸纖維素加入到85g醋酸中，于50°C下加熱攪拌10h，溶液經過過濾、真 空脫泡后得到鑄膜液。
[0048] (2)對80g/m2、厚度為100微米的聚砜支撐體進行表面清洗預處理；
[0049] (3)將步驟(1)制得的鑄膜溶液采用溶劑蒸發法涂覆在步驟(3)經預處理的支撐層 上，厚度為200wii~500WH，真空干燥lh，用去離子水洗至中性，室溫下干燥制得醋酸纖維素 全熱交換膜。該全熱交換膜可制作成平板膜元件。
[0050] 經檢測，本對比實施例制備的全熱交換薄膜，二氧化碳氣體透過量為0.5*104cm3/ m2 ? day ? O.IMPa;制成全熱交換膜機芯，在新風和排風風量均為200m3/h條件下，溫度交換 效率為50.1 %，焓交換效率54.6%。抗菌性能:對大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌的抗菌率 〈10%〇
[0051 ] 實施例2
[0052] (1)將10g聚乙烯醇加入到90g水中，于90°C下加熱攪拌8h，溶液靜置待用。
[0053] (2)將0.08g的氧化石墨烯溶于50mL去離子水中，超聲分散形成氧化石墨烯水溶 液。
[0054] (3)將步驟(2)中的氧化石墨烯的水分散液加入步驟（1)中的聚乙烯醇溶液中，60 °(：加熱攪拌10h，然后過濾、真空脫泡后得到鑄膜液。
[0055] (4)對80g/m2、厚度為90微米的聚醚砜支撐體進行表面清洗預處理；
[0056] (5)將步驟(3)制得的鑄膜溶液涂覆在步驟(4)經預處理的支撐層上，厚度為200m ~500wn，60°C干燥5h，制得氧化石墨烯-聚乙烯醇雜化全熱交換膜。該全熱交換膜可制作成 平板膜元件。
[0057]經檢測，本實施例制備的全熱交換薄膜，二氧化碳氣體透過量為3.4*102cm3/m 2 ? day ? O.IMPa;制成全熱交換膜機芯，在新風和排風風量均為200m3/h條件下，溫度交換效率 為64.5%，焓交換效率70.4%。抗菌性能：對大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌的抗菌率〉 99% 〇
[0058] 對比實施例2
[0059] (1)將10g聚乙烯醇加入到90g水中，于90°C下加熱攪拌12h，經過過濾、真空脫泡后 得到鑄膜液。
[0060] (2)對80g/m2、厚度為90微米的聚醚砜支撐體進行表面清洗預處理；
[0061] (3)將步驟(1)制得的鑄膜溶液涂覆在步驟(3)經預處理的支撐層上，厚度為200m ~500mi，60°C干燥5h制得聚乙烯醇全熱交換膜。該全熱交換膜可制作成平板膜元件。
[0062]經檢測，本對比實施例制備的全熱交換薄膜，二氧化碳氣體透過量為1.5*103cm3/ m2 ? day ? O.IMPa;制成全熱交換膜機芯，在新風和排風風量均為200m3/h條件下，溫度交換 效率為48.6%，焓交換效率52.2%。抗菌性能:對大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌的抗菌率 〈15%〇
[0063] 實施例3
[0064] (1)將5g海藻酸鈉加入到95g水中，于60°C下加熱攪拌12h，溶液靜置待用。
[0065] (2)將0.05g的氧化石墨烯溶于50mL去離子水中，超聲分散形成氧化石墨烯水溶 液。
[0066] (3)將步驟(2)中的氧化石墨烯的水分散液加入步驟（1)中的海藻酸鈉溶液中，60 °(：加熱攪拌10h，然后過濾、真空脫泡后得到鑄膜液。
[0067] (4)對聚偏氟乙烯中空纖維支撐體進行表面清洗預處理；
[0068] (5)將步驟(3)制得的鑄膜溶液浸漬提拉法涂覆在步驟(4)經預處理的支撐層上， 厚度為200M1~500則1，5()<€干燥511，制得氧化石墨稀-海藻酸鈉雜化全熱交換膜。該全熱交 換膜可制作成中空纖維膜元件。
[0069] 經檢測，本實施例制備的全熱交換薄膜，二氧化碳氣體透過量為3.4*103cm3/m2 ? day ? O.IMPa;制成全熱交換膜機芯，在新風和排風風量均為200m3/h條件下，溫度交換效率 為69.5 %，焓交換效率75.0%。抗菌性能：對大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌的抗菌率〉 99%
[0070] 對比實施例3
[0071] (1)將5g海藻酸鈉加入到95g水中，于60°C下加熱攪拌12h，經過過濾、真空脫泡后 得到鑄膜液。
[0072] (2)對聚偏氟乙烯中空纖維支撐體進行表面清洗預處理；
[0073] (3)將步驟（1)制得的鑄膜溶液涂覆在步驟(3)經預處理的支撐層上，厚度為200m ~500mi，50 °C干燥5h制得海藻酸鈉全熱交換膜。該全熱交換膜可制作成中空纖維膜元件。 [0074]經檢測，本對比實施例制備的全熱交換薄膜，二氧化碳氣體透過量為4.5*102cm3/ m2 ? day ? O.IMPa;制成全熱交換膜機芯，在新風和排風風量均為200m3/h條件下，溫度交換 效率為46.1 %，焓交換效率56.8%。抗菌性能:對大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌的抗菌率 〈10%〇
[0075] 實施例4
[0076] (1)將10g丙烯酰胺加入到85g去離子水中，并加入適量的引發劑，在氮氣保護條件 下，于120°C下加熱，反應6h后靜置、脫泡，即配制出均勻的聚丙烯酰胺溶液。
[0077] (2)將O.lg的氧化石墨烯溶于50mL去離子水中，超聲分散功率為100W，超聲時間為 5h，超聲分散形成氧化石墨烯水溶液。
[0078] (3)將步驟(2)中的氧化石墨烯的水分散液加入步驟（1)中的聚丙烯酰胺溶液中， 50°C加熱攪拌6h，然后過濾、真空脫泡后得到鑄膜液。
[0079] (4)對80g/m2、厚度為100微米的聚四氟乙烯支撐體進行表面清洗預處理；
[0080] (5)將步驟(3)制得的鑄膜溶液涂覆在步驟(4)經預處理的支撐層上，厚度為200m ~500mi，真空干燥12h制得氧化石墨烯-聚丙烯酰胺雜化全熱交換膜。該全熱交換膜可制作 成平板膜元件。
[0081]經檢測，本實施例制備的全熱交換薄膜，二氧化碳氣體透過量為0.6*104cm3/m 2 ? day ? O.IMPa;制成全熱交換膜機芯，在新風和排風風量均為200m3/h條件下，溫度交換效率 為67.0 %，焓交換效率72.9%。抗菌性能：對大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌的抗菌率〉 99% 〇
[0082] 對比實施例4
[0083] (1)將10g丙烯酰胺加入到85g去離子水中，并加入適量的引發劑，在氮氣保護條件 下，于150°C下加熱，反應40min后靜置、脫泡，即配制出均勻的聚丙烯酰胺溶液。
[0084] (2)對80g/m2、厚度為100微米的聚四氟乙烯支撐體進行表面清洗預處理；
[0085] (3)將步驟（1)制得的鑄膜溶液涂覆在步驟(3)經預處理的支撐層上，厚度為200m ~500mi，真空干燥12h制得聚丙烯酰胺全熱交換膜。該全熱交換膜可制作成平板膜元件。
[0086] 經檢測，本對比實施例制備的全熱交換薄膜，二氧化碳氣體透過量為0.1*104cm3/ m2 ? day ? O.IMPa;制成全熱交換膜機芯，在新風和排風風量均為200m3/h條件下，溫度交換 效率為49.2%，焓交換效率53.5%。抗菌性能:對大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌的抗菌率 〈10%〇
[0087] 實施例5
[0088] (1)將10g殼聚糖加入到90g水中，于40°C下加熱攪拌10h，溶液靜置待用。
[0089] (2)將0. lg的氧化石墨烯溶于50mL去離子水中，超聲分散形成氧化石墨烯水溶液。
[0090] (3)將步驟(2)中的氧化石墨烯的水分散液加入步驟（1)中的殼聚糖溶液中，50°C 加熱攪拌l〇h，然后過濾、真空脫泡后得到鑄膜液。
[0091] (4)對Ti02陶瓷支撐體進行表面清洗預處理；
[0092] (5)將步驟(3)制得的鑄膜溶液浸漬提拉法涂覆在步驟(4)經預處理的支撐層上， 厚度為200wii~500_1，50°(：真空干燥1.511，制得氧化石墨烯-殼聚糖雜化全熱交換膜。該全 熱交換膜可制作成管式膜元件。
[0093]經檢測，本實施例制備的全熱交換薄膜，二氧化碳氣體透過量為1.2*104cm 3/m2 ? day ? 0.1 ? MPa;制成全熱交換膜機芯，在新風和排風風量均為
[0094] 200m3/h條件下，溫度交換效率為65.5 %，焓交換效率72.3 %。抗菌性能:對大腸埃 希氏菌和金黃色葡萄球菌的抗菌率>99%。
[0095] 對比實施例5
[0096] (1)將10g殼聚糖加入到90g醋酸中，于25°C下加熱攪拌12h，經過過濾、真空脫泡后 得到鑄膜液。
[0097] (2)對Ti02陶瓷支撐體進行表面清洗預處理；
[0098] (3)將步驟（1)制得的鑄膜溶液涂覆在步驟(3)經預處理的支撐層上，厚度為200m ~500mi，50°C真空干燥1.5h制得殼聚糖全熱交換膜。該全熱交換膜可制作成管式膜元件。 [0099]經檢測，本對比實施例制備的全熱交換薄膜，二氧化碳氣體透過量為0.5*104cm3/ m2 ? day ? O.IMPa;制成全熱交換膜機芯，在新風和排風風量均為200m3/h條件下，溫度交換 效率為45.6%，焓交換效率50.8%。抗菌性能:對大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌的抗菌率 〈20% 〇
[0100] 實施例6
[0101] (1)將8g聚氨酯和10g羥烷基淀粉加入到82g水中，于50°C下加熱攪拌12h形成聚氨 酯/羥烷基淀粉混合溶液，溶液靜置待用。
[0102] (2)將0.05g的氧化石墨烯溶于50mL去離子水中，超聲分散形成氧化石墨烯水溶 液。
[0103] (3)將步驟(2)中的氧化石墨烯的水分散液加入步驟（1)中的聚氨酯/羥烷基淀粉 混合溶液中，50°C加熱攪拌10h，然后過濾、真空脫泡后得到鑄膜液。
[0104] (4)對氧化鋁/氧化鋯中空纖維支撐體進行表面清洗預處理；
[0105] (5)將步驟(3)制得的鑄膜溶液浸漬提拉法涂覆在步驟(4)經預處理的支撐層上， 厚度為200mi~500mi，50°C干燥5h，制得氧化石墨烯-聚氨酯/羥烷基淀粉雜化全熱交換膜。 該全熱交換膜可制作成中空纖維膜元件。
[0106]經檢測，本實施例制備的全熱交換薄膜，二氧化碳氣體透過量為6.9*103cm3/m 2 ? day ? O.IMPa;制成全熱交換膜機芯，在新風和排風風量均為200m3/h條件下，溫度交換效率 為68.8 %，焓交換效率76.0%。抗菌性能：對大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌的抗菌率〉 99%
[0107] 對比實施例6
[0108] (1)將8g聚氨酯和10g羥烷基淀粉加入到82g水中，于50°C下加熱攪拌12h形成聚氨 酯/羥烷基淀粉混合溶液，溶液靜置待用。
[0109 ] (2)對氧化鋁/氧化鋯中空纖維支撐體進行表面清洗預處理；
[0110] (3)將步驟(1)制得的鑄膜溶液涂覆在步驟(3)經預處理的支撐層上，厚度為200WH ~500wii，50°C干燥5h制聚氨酯/羥烷基淀粉全熱交換膜。該全熱交換膜可制作成中空纖維 膜元件。
[0111] 經檢測，本對比實施例制備的全熱交換薄膜，二氧化碳氣體透過量為6.3*102cm3/ m2 ? day ? O.IMPa;制成全熱交換膜機芯，在新風和排風風量均為200m3/h條件下，溫度交換 效率為44.6%，焓交換效率58.9%。抗菌性能:對大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌的抗菌率 〈10%〇
[0112] 實施例7
[0113] (1)將20g聚氯乙烯加入到80g丙酮中，于120°C下加熱攪拌6h形成聚氯乙烯溶液， 溶液靜置待用。
[0114] (2)將0.005g的氧化石墨烯溶于50mL去離子水中，超聲分散形成氧化石墨烯水溶 液。
[0115] (3)將步驟(2)中的氧化石墨烯的水分散液加入步驟（1)中的聚氯乙烯溶液中，50 °(：加熱攪拌10h，然后過濾、真空脫泡后得到鑄膜液。
[0116] (4)對聚乙烯支撐體進行表面清洗預處理；
[0117] (5)將步驟(3)制得的鑄膜溶液浸漬流延法涂覆在步驟(4)經預處理的支撐層上， 厚度為200M1~500則1，5() <€干燥511，制得氧化石墨稀-聚氯乙稀雜化全熱交換膜。該全熱交 換膜可制作成平板膜元件。
[0118] 經檢測，本實施例制備的全熱交換薄膜，二氧化碳氣體透過量為6.9*103cm3/m2 ? day ? O.IMPa;制成全熱交換膜機芯，在新風和排風風量均為200m3/h條件下，溫度交換效率 為65.4%，焓交換效率70.8%。抗菌性能：對大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌的抗菌率〉 99%
[0119] 對比實施例7
[0120] (1)將20g聚氯乙烯加入到80g丙酮中，于120°C下加熱攪拌6h形成聚氯乙烯溶液， 溶液靜置待用。
[0121] (2)對聚乙烯支撐體進行表面清洗預處理；
[0122] (3)將步驟(1)制得的鑄膜溶液涂覆在步驟(3)經預處理的支撐層上，厚度為200m ~500mi，50°C干燥5h制聚氯乙烯全熱交換膜。該全熱交換膜可制作成平板膜元件。
[0123] 經檢測，本對比實施例制備的全熱交換薄膜，二氧化碳氣體透過量為0.9*103cm3/ m2 ? day ? O.IMPa;制成全熱交換膜機芯，在新風和排風風量均為200m3/h條件下，溫度交換 效率為43.6%，焓交換效率56.9%。抗菌性能:對大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌的抗菌率 〈10%〇
[0124] 實施例8
[0125] 將鋁箱、國內外商業膜以及自制膜制成交換面積10m2的相同膜組件。進行溫度交 換效率和焓交換效率性能測試，在新風和排風風量均為200m 3/h條件下，結果如下表所示：
[0127] 結果表明，本發明的氧化石墨烯改性全熱交換膜與鋁箱、國內外商業膜相比，溫度 交換效率和焓交換效率具有明顯的優勢，且具有較佳的有害氣體阻隔性。
[0128] 上述實施例并非是對于本發明的限制，本發明并非僅限于上述實施例，只要符合 本發明要求，均屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種氧化石墨烯-聚合物雜化的全熱交換膜，其特征在于包括氧化石墨烯/聚合物致 密層、多孔支撐層，所述的致密層復合在所述支撐層上； 所述的氧化石墨烯/聚合物致密層為氧化石墨烯與聚合物按照0.1~1:100質量比聚合 而成。2. 如權利要求1所述的一種氧化石墨烯-聚合物雜化的全熱交換膜，其特征在于致密層 的厚度為200μηι~500μηι。3. 如權利要求1所述的一種氧化石墨烯-聚合物雜化的全熱交換膜，其特征在于所述的 全熱交換膜為可制成管式膜、中空纖維膜或平板膜。4. 一種氧化石墨烯-聚合物雜化的全熱交換膜的制備方法，其特征在于該方法包括以 下步驟： 步驟（1)、將聚合物膜材料加入溶劑A中，配制成5~20wt%的溶液;然后置于40~120 °C 下加熱攪拌6~IOh，得到聚合物溶液； 步驟(2)、將氧化石墨烯加入溶劑B中超聲分散，超聲分散功率為100W~1000W，超聲分 散時間〇. Ih~5h，配制成0.01~0.2wt %的氧化石墨稀分散液； 步驟（3)、將步驟（2)的氧化石墨烯分散液加入步驟（1)的聚合物溶液中，加熱至40~ 120 °C并攪拌6~12h，然后過濾、真空脫泡后得到鑄膜液;其中氧化石墨烯分散液中氧化石 墨稀為聚合物溶液中聚合物質量的〇. 1~lwt% ; 步驟(4 )、對支撐層進行表面清洗預處理； 步驟(5)、將步驟(3)制得的鑄膜溶液涂覆在步驟(4)經預處理的支撐層上，厚度為200μ m~500μπι，真空干燥l-5h，用去離子水洗至中性，室溫下干燥制得氧化石墨烯-聚合物雜化 全熱交換膜。5. 如權利要求1所述的一種氧化石墨烯-聚合物雜化的全熱交換膜或權利要求4所述的 制備方法，其特征在于所述的聚合物膜材料為親水性聚合物，為淀粉類聚合物、聚乙烯醇、 醋酸纖維素、聚氯乙烯、聚丙烯酰胺、殼聚糖、海藻酸鈉、水性聚氨酯中的任意一種或幾種混 合物。6. 如權利要求1所述的一種氧化石墨烯-聚合物雜化的全熱交換膜或權利要求4所述的 制備方法，其特征在于所述支撐層為有機支撐層或無機支撐層，其中有機支撐層為聚砜、聚 醚砜、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚四氟乙烯或醋酸纖維素中的任意一種支撐層;無機支撐 層為氧化鋁、氧化鋯、氧化硅或氧化鈦中的一種材料或幾種復合材料支撐層。7. 如權利要求4所述的一種氧化石墨烯-聚合物雜化的全熱交換膜的制備方法，其特征 在于所述的溶劑A、B各自獨立為去離子水、乙酸、丙酮、正庚烷、二甲基甲酰胺、甲基吡咯烷 酮中的任意一種或兩種。8. 如權利要求4所述的一種氧化石墨烯-聚合物雜化的全熱交換膜的制備方法，其特征 在于所述步驟(5)采用流延法、壓延法、刮膜、噴涂、旋涂或者浸入-提拉法。9. 如權利要求1所述的一種氧化石墨烯-聚合物雜化的全熱交換膜可組裝成全熱交換 元件在全熱交換器中的應用。
【文檔編號】B01D67/00GK105879706SQ201610361406
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月26日
【發明人】韓秋, 薛立新, 趙永青, 王藝偉
【申請人】中國科學院寧波材料技術與工程研究所