一、 项目简介石墨是典型的层状结构材料，具有良好的导电性，润滑性，化学稳定性。被广泛用于冶金、电气、机械等工业领域。直接使用却具有密度大，分散度差等缺点。 石墨烯是碳原子紧密堆积成的单层蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，是一种二维晶体，是构建其他维数碳质材料（如零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨）的基本单元。其性能远远高于石墨材料。石墨烯的理论研究已有 60 多年的历史，但一直以来，人们普遍认为这种严格的二维晶体结构由于热力学不稳定性而难以独立稳定存在。直到 2004 年，英国曼彻斯特大学的研究组利用胶带剥离高定向石墨的方法获得了独立存在的二维石墨烯晶体，为二维体系的实验研究提供了广阔的空间。目前石墨烯的制备方法有微机械剥离法、化学气相沉积法（CVD）、外延生长法、电化学法、氧化石墨还原法等，其中机械剥离法得到的石墨烯片量少，随机性大；CVD方法和外延生长法大多以SiC作为基底，成本高，可控性差；电化学方法的得到的石墨烯量较少，不易控制。氧化石墨还原法是通过在石墨表面引入含氧官能团，增大层间距，从而减小层之间的范德华力，然后通过超声等方法改变其杂化状态，再通过还原得到石墨烯。氧化石墨还原法以其低成本的优点成为目前使用最广泛的方法之一，本发明涉及一种采用溶剂热法在低温下制备氧化石墨烯的方法，属于功能材料制备技术领域。二、 项目技术成熟程度目前氧化石墨烯的制备方法主要是Hummers方法。该方法在敞开体系中，需要在制备氧化石墨烯的过程中采用先降温，再分两步升温的三步法, 以及冷凝回流等辅助设备，过程中需要精确控制反应温度且温度高达98 °C，制备出来的氧化石墨烯还需要长时间超声，步骤繁琐，产物的浓度较低，不适合大量生产。本项目采用溶剂热法在低温下制备氧化石墨烯，减少了氧化剂的用量和生产时间。氧化石墨可以通过处理得到具有不同分散特性的母液。也可以直接进行还原,得到石墨烯。而且样品在不干燥的条件下极易溶于水等溶剂，产量较大，大大减少了超声的时间。三、 技术指标（包括鉴定、知识产权专利、获奖等情况）该项目已经申请中国专利并于2013年获得授权 （ZL201110414315.7），与该项目相关的工作也在国际期刊上进行了发表，但是仍有很多问题一直困扰商业化进程。我们实验室也一直在围绕各种问题开展工作。四、 市场前景（应用领域、市场分析等）石墨烯的水热前驱体为氧化石墨，具有完全拉伸的层间距和外层表面富氧官能团，因此可以根据需求进行各种定向修饰，从而实现其亲水、亲油、高分散度、高电导率等特性，作为添加剂可以有效改善化工、冶金、电气工业材料的性能，从而实现高回报率。五、 规模与投资需求（资金需求、场地规模、人员等需求）以石墨为原料，首先需要制备石墨烯的前驱体氧化石墨，再经后处理过程获得各种性能石墨烯材料。由于后处理过程相对繁琐， 耗时耗力，其资金投入完全取决于后处理工艺的优化情况。前期投入100万元，其中包括设备费40万， 原料费10万， 占地100平米，人员5-10人，完全可以达到每天生产1公斤石墨烯产品。六、 生产设备玻璃器皿，反应釜， 超纯水装置，烘箱，超声波设备，电动搅拌器，旋转蒸发仪，离心机等基本设施。七、 效益分析功能化石墨烯是高附加值产品，目前市场上以克为单价销售，价格在500元左右。以每日1公斤生产量计算，每天销售额会达到50万元。八、 合作方式多种方式可以选择，主要是河北工业大学负责产品研发升级，企业一方负责生产与销售。九、 项目具体联系人及联系方式（包括电子邮箱）项目联系人： 任铁真电话： 022 60204909邮箱： rtz@hebut.edu.cn

目前主流的抗菌膜制备方法是在基膜表面接枝抗菌物质，常用的抗菌材料包括氧化石墨烯、碳纳米管、抗菌聚合物、金属离子等，但这些材料普遍存在着接枝方式复杂，且对环境有危害的缺陷。相比而言，季铵盐类抗菌剂具有抗菌效果好，环境友好等特点，目前水溶性的小分子或高分子季铵盐抗菌剂已经广泛应用于水处理、食品、医疗卫生和包装材料等领域。然而，将季铵化合物直接接枝到膜表面所制备的抗菌膜仍存在制备流程复杂，成本较高等问题，这也使得目前开发的大部分季铵盐功能膜无法大规模应用于实际水处理系统。因此，为解决以上问题，开发新型亲水抗菌功膜的制备方法是目前业内所亟需的。 本成果中提出的制备方法将氯甲基化聚合物制备为中空纤维多孔膜，并制作为管壳式膜组件，之后采用过滤操作模式直接将叔胺化合物接枝到组件中的中空纤维膜丝上，从而制备出具有优良抗菌性能的季铵化功能膜组件。该制备方法简单便捷，且接枝稳定性高，适合长期大规模应用于实际膜法水处理体系中，且制备的超滤膜具有良好的亲水性和抗菌性。抗菌膜制备简单便捷，常温常压过滤操作即可完成接枝，且接枝稳定性高，成本低，对水体中微生物去除率99.9%以上，尤其能抑制微生物在膜上（内外表面，孔道壁面）生长。 图1.性能参数

本发明涉及一种亲水亲油性碳纳米管及其制备方法。本发明采用物理包覆修饰的思 想，将碳纳米管原料在酸性条件下超声辅助纯化后，在引发剂和适当温度条件下，将聚 乙烯基吡咯烷酮及其嵌段聚合物引入到碳纳米管的表面，从而得到表面具有亲水亲油基 的碳纳米管。含有此结构的碳纳米管在水、有机溶剂和聚合物基体中具有良好的分散性， 从而改善了碳纳米管的分散性。本发明提供的制备方法简单易行，具有可控性和定量化 的特点；所得的表面具有定量亲水亲油性聚合物的碳纳米管，具有良好的可加工性，为 碳纳米管在复合材料、氢气存储、电子器件、传感器、生物材料等领域的应用铺平了道 路。

随着城市规模迅速膨胀，淡水资源严重缺乏、工业废水处理率低，城市的生态环境恶化成为制约城市发展的主要问题。以北京为例，数据显示目前人均占有用水量不足300 立方米，不及国际公认的缺水下限的1/3，仅为全国平均水平的1/8。这其中，工业用水量所占的比重很大。而冷却水用量占工业用水的60～65%。因而，解决好冷却水循环回用的问题，可以对城市的发展带来促进作用。在冷却水处理中，需要去除水中的钙镁等结垢性离子。这些离子通常是通过水处理剂使之沉淀，再利用固液分离技术来实现的。传统的固液分离技术（如澄清池等）中存在占地体积大、分离效率低、适用面窄、操作弹性小、对微细颗粒无法去除等缺点。由于传统固液分离技术缺点较多，人们一直关注新型分离技术的开发及应用，因此利用膜实现的微滤技术得到了迅速的发展。微滤技术是利用微孔膜本身极小的微孔（孔径一般为0.1～10 微米）对颗粒的吸附、截留、筛分等作用进行分离。微滤技术的核心为膜材料的选择，在众多的膜材料中，由于聚四氟乙烯(PTFE)不吸水、熔点高(327℃)、使用温度范围广(-200～260℃)，具有不燃性及热稳定性、摩擦系数小，尤其具有耐化学性(能耐许多高腐蚀性介质)、耐气候性及抗电性等，因此成为国内外表面过滤首选材料。PTFE 膜极低的表面张力可以降低膜污染，并使膜的清洗操作更为简便。但PTFE 膜的强疏水性却限制了其在水溶液体系处理中的应用。本技术基于配位键合理论对常规的聚四氟乙烯疏水膜进行改性，得到亲水性聚四氟乙烯膜，用于水处理领域中的微滤技术，新技术应用前景广阔。 技术指标：1、过滤后溶液SS<1mg/L；2、可在强酸、强碱、强氧化性、强溶剂性条件下应用；3、操作压力0.05～0.15Mpa；4、处理温度5～150℃；5、处理通量1～1.1m3/m2·hr；6、使用寿命≥1 年。应用范围：可以适用于工厂循环水处理、污水处理及其它涉及固液分离过滤技术的领域。市场分析：随着人们环保意识的增强、各项环保制度规定的日益严格、水资源的严重缺乏，对工业及生活废水的资源化处理已成为当务之急，尤其是对于工业废水的处理迫在眉睫。而本工艺具有过程简单易行、能耗低、分离速度快、分离效率高、使用周期长等优点，因此，本项目具有广泛市场应用前景。效益分析：利用本技术改性的亲水聚四氟乙烯膜，成本较低，整个处理工艺设备简单，投资少，操作成本低，与传统技术相比能耗大大降低，具有显著的经济效益。

本发明涉及膜分离技术，旨在提供一种有机‑无机复合纳米粒子超亲水改性聚合物膜及制备方法。该聚合物膜含有超亲水性的聚醚改性有机硅材料，有机‑无机复合纳米粒子均匀分布在聚合物膜的截面、外表层和内表层，并呈梯度微纳珠状网络结构；所述的超亲水性的聚醚改性有机硅材料含有Si‑C键连接型超亲水聚醚功能基团。本发明使能实现不同部位水增量速度差异，从而制备具有梯度孔结构的有机‑无机复合纳米粒子超亲水改性聚合物膜。可实现对聚合物膜膜孔结构的精确控制，满足多样性使用环境。具有超级亲水、优异亲水持久性、超低压或零过膜压超高水通量、超高抗污染性能，可广泛应用于饮用水深度净化、工业污水处理、食用饮品的浓缩分离、油水分离。

研发阶段/n本发明涉及一种利用亲水改性无机填料作致孔剂制备多孔膜的方法，该方法是在成膜过程中使用水或水溶液将亲水改性的无机填料以固体状态从聚合物膜中析出得到多孔膜的方法，该亲水改性的无机填料是使用能溶于水且能与无机填料形成配位键或氢键的聚合物或小分子化合物改性制备的，其特征在于，该方法包括如下工序：无机填料的亲水改性工序，该亲水改性工序可以在配制膜液前完成或在膜液配制过程中完成；使用水或水溶液作为凝胶浴在浸没沉淀相转化的成膜过程中将亲水改性的无机填料以固体状态从膜中析出的工序。这种方法制膜时不仅可以

涤纶因其出色的性能，是应用最为广泛的纺织面料。在服装、汽车内饰面料和室内装饰面料上应用最 多。但涤纶不亲水，服用不舒适，有闷热感;同时，作为重要的室内装饰面料和汽车内饰面料，易染而产生 的火灾是造成财产、生命损失的重要因素。。超亲水高阻燃涤纶改性技术,可以同时赋予涤纶织物超亲水性、 阻燃性。经改性的涤纶织物是超亲水织物，水滴接触角降为0。同时，涤纶织物具有良好的阻燃性，水平燃 烧测试,基本不燃；垂直点燃,在火源离开后,迅速熄灭；极限氧指数达到30 - 31% ,是难燃织物。该处理工艺流程短,投资彳氐,成本合理。改性涤纶织物具有耐久性,不因存放和洗涤而丧失功能。

涤纶因其出色的性能，是应用最为广泛的纺织面料。在服装、汽车内饰面料和室内装饰面料上应用最 多。但涤纶不亲水,服用不舒适，有闷热感；同时，作为重要的室内装饰面料和汽车内饰面料，易染而产生 的火灾是造成财产、生命损失的重要因素。超亲水高阻燃涤纶改性技术,可以同时赋予涤纶织物超亲水性、阻燃性。经改性的涤纶织物是超亲水织 物，水滴接触角降为0：同时，涤纶织物具有良好的阻燃性，水平燃烧测试，基本不燃；垂直点燃，在火源 离开后,迅速熄灭；极限氧指数达到30 - 31% ,是难燃织物。该处理工艺流程短，投资低,成本合理。改性涤纶织物具有耐久性,不因存放和洗涤而丧失功能。

涤纶织物具有良好的挺阔性、褶皱弹性，是纺织服装行业应用最广泛的面料。但涤纶织物不亲水、易 燃、生物相容性差、对皮肤不友好。目前的亲水剂整理方法制备的涤纶织物其亲水性不耐洗涤。全新开发的HSP改性剂，对涤纶织物和纤维进行改性，制备岀具有永久超亲水/阻燃隔生物相容性的改 性涤纶织物。改性涤纶织物可以无限次洗涤，而亲水性、阻燃性、高生物相容性都完全保持。决不因洗涤和 服用而降彳魂性能。这大大提高了涤纶织物的服用性能，适合制备高档涤給服装面料。该改性工艺流程短、成本低、效果好，无需购买新设备。