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CN108211816B - 一种阻氧透水薄膜及其制备方法和应用 - Google Patents

一种阻氧透水薄膜及其制备方法和应用 Download PDF

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CN108211816B CN201711481631.XA CN201711481631A CN108211816B CN 108211816 B CN108211816 B CN 108211816B CN 201711481631 A CN201711481631 A CN 201711481631A CN 108211816 B CN108211816 B CN 108211816B
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Abstract

本发明提供了一种阻氧透水薄膜及其制备方法和应用，阻氧透水薄膜包括基底和阻氧透水层；阻氧透水层包括交替层叠的水滑石纳米片层和亲水性聚合物层；基底与阻氧透水层中的水滑石纳米片层相接，且最外层为亲水性聚合物层。实施例的结果表明，本发明阻氧透水薄膜的氧气透过量为1.128～2.783cm3·m‑2·day‑1·atm‑1低于聚丙烯薄膜的氧气透过量98.143cm3·m‑2·day‑1·atm‑1；本发明阻氧透水薄膜的水蒸气透过量为2.32cm3·m‑2·day‑1·atm‑1，高于聚丙烯薄膜的水蒸气透过量1.95cm3·m‑2·day‑1·atm‑1，本发明阻氧透水薄膜具有阻隔氧气和透过水蒸气的性能。

Description

一种阻氧透水薄膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于膜分离技术领域，尤其涉及一种阻氧透水薄膜及其制备方法和应用。
背景技术
有机无机复合薄膜作为气体阻隔薄膜已经得到了越来越多的关注。有机无机复合薄膜材料具有透明性、可弯折性，阻气性能较好的特性，已被广泛用作普通密封包装材料。现有技术中有机无机复合薄膜的气体阻隔通常是基于物理阻隔作用，只能单纯地实现对气体无差别的阻隔。然而在某些领域，例如厌氧湿法发酵、空气除湿等领域，要求薄膜在具有阻氧性能的同时还需有一定的水蒸气调节性能，即水蒸气透过性能，但是现有技术中并没有同时具有阻氧透水蒸气性能的薄膜的报道。
发明内容
本发明提供了一种阻氧透水薄膜，本发明提供的阻氧透水薄膜同时具有氧气阻隔和水蒸气透过性能。
本发明提供了一种阻氧透水薄膜，包括基底和阻氧透水层；所述阻氧透水层包括交替层叠的水滑石纳米片层和亲水性聚合物层；所述基底与阻氧透水层中的水滑石纳米片层相接；所述阻氧透水薄膜的最外层为亲水性聚合物层；所述水滑石纳米片层平行于基底。
优选的，所述基底的材质为聚乙烯、聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯，所述亲水性聚合物层的材质为羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮或聚氯乙烯。
优选的，所述阻氧透水层的总厚度为6～9μm。
优选的，每层所述亲水性聚合物层的厚度为1～6μm。
优选的，所述水滑石纳米片层由水滑石纳米片组成，所述水滑石纳米片的长径比为20～200；每层所述水滑石纳米片层的厚度为4～200nm。
本发明还提供了上述阻氧透水薄膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)提供水滑石纳米片分散液和亲水性聚合物分散液；
(2)将所述水滑石纳米片分散液和亲水性聚合物分散液交替旋涂于基底上，得到复合薄膜；
(3)将所述复合薄膜进行干燥，得到阻氧透水薄膜。
优选的，所述水滑石纳米片分散液的质量浓度为0.1～1.0％；所述亲水性聚合物分散液的质量浓度为3～5％。
优选的，所述水滑石纳米片的制备方法包括：
将M2+、M3+、尿素和水混合，得到混合溶液；所述M2+包括Mg2+、Zn2+或Ni2+，所述M3+包括Fe3+、Al3+或Co3+；
将混合溶液进行晶化反应，将晶化反应的产物冷却至室温，得到水滑石纳米片；
所述晶化反应的温度为100～120℃，所述晶化反应的时间为20～30h。
优选的，所述M2+与M3+的摩尔比为2～4:1；所述尿素与混合溶液中金属离子的总物质的量的比为2～4:1；所述混合溶液中尿素的浓度为0.5～1.5mol/L。
本发明还提供了上述阻氧透水薄膜或上述制备方法制备得到的阻氧透水薄膜在分离水蒸气和氧气中的应用。
本发明提供了一种阻氧透水薄膜，包括基底和阻氧透水层；所述阻氧透水层包括交替层叠的水滑石纳米片层和亲水性聚合物层；所述基底与阻氧透水层中的水滑石纳米片层相接；所述阻氧透水薄膜的最外层为亲水性聚合物层；所述水滑石纳米片层平行于基底。本发明提供的阻氧透水薄膜同时具有阻隔氧气和透过水蒸气的性能。本发明采用的水滑石纳米片平行于基底，大大延长了氧气透过的路径，从而能够将氧气阻隔在薄膜的外侧；亲水性聚合物可以吸纳大量水分子，增加基底两侧的水的渗透压，从而使得薄膜具有水蒸气通过性能。实施例的结果表明，本发明提供的阻氧透水薄膜的氧气透过量为1.128～2.783cm3·m-2·day-1·atm-1，远低于传统聚丙烯薄膜的氧气透过量98.143cm3·m-2·day-1·atm-1。可见，本发明提供的阻氧透水薄膜能够有效将氧气阻挡在薄膜的外侧，具有较好的阻氧效果；同时，本发明提供的阻氧透水薄膜的水蒸气透过量为2.327cm3·m-2·day-1·atm-1，高于传统聚丙烯薄膜基底水蒸气透过量为1.944cm3·m-2·day-1·atm-1，可见，本发明提供的阻氧透水薄膜能够有效地透过水蒸气，具有较好的水蒸气透过效果。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的水滑石纳米片的扫描电子显微镜图；
图2为本发明实施例1制备得到的阻氧透水薄膜的扫描电子显微镜图；
图3为本发明实施例1制备得到的阻氧透水薄膜的原子显微镜图；
图4为本发明实施例1制备得到的阻氧透水薄膜截面的扫描电子显微镜图；
图5为本发明实施例1制备得到的阻氧透水薄膜切片的透射电子显微镜图；
图6为实施例1～3制备得到的阻氧透水薄膜和基底聚丙烯薄膜的氧气透过性测试结果；
图7为实施例1制备得到的阻氧透水薄膜和基底聚丙烯薄膜的水蒸气透过性测试结果；
图8为本发明实施例1～3制备得到的阻氧透水薄膜透过水蒸气的示意图；
图9为本发明实施例1～3制备得到的阻氧透水薄膜阻挡氧气透过的示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种阻氧透水薄膜，包括基底和阻氧透水层；所述阻氧透水层包括交替层叠的水滑石纳米片层和亲水性聚合物层；所述基底与阻氧透水层中的水滑石纳米片层相接；所述阻氧透水薄膜的最外层为亲水性聚合物层；所述水滑石纳米片层平行于基底。
在本发明中，所述基底的材质优选为聚乙烯、聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯。所述基底的厚度优选为0.2～0.3mm，进一步优选为0.25～0.3mm。
在本发明中，所述阻氧透水层包括交替层叠的水滑石纳米片层和亲水性聚合物层；所述基底与阻氧透水层中的水滑石纳米片层相接；所述阻氧透水薄膜的最外层为亲水性聚合物层，即所述阻氧透水薄膜的结构依次为：基底、水滑石纳米片层、亲水性聚合物层、水滑石纳米片层、……、亲水性聚合物层。
在本发明中，所述水滑石纳米片层和亲水性聚合物层交替层叠；本发明以一层水滑石纳米片层和一层亲水性聚合物层为一个循环单元，所述循环单元的循环次数优选为25～40次，进一步优选为30～40次，更优选为35～40次。
在本发明中，所述水滑石纳米片层由水滑石纳米片堆叠组成，所述水滑石纳米片的长径比优选为20～200，进一步优选为50～150，更优选为70～120；所述水滑石纳米片层的厚度优选为4～200nm，进一步优选为50～150mm，更优选为70～120mm。在本发明中，如果水滑石纳米片层厚度过大，则薄膜容易产生裂纹，其稳定性下降；如果水滑石纳米片层厚度过小，则薄膜的阻氧透水性能变差。
在本发明中，所述水滑石纳米片具有大的长径比，使得水滑石纳米片大大延长了氧气透过的路径，从而能够将氧气阻隔在阻氧透水薄膜的外侧。如图9所示，氧气分子被聚合物层阻挡在薄膜外侧，难以透过。
在本发明中，所述亲水性聚合物层的材质优选为羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮或聚氯乙烯。在本发明中，所述亲水性聚合物层的厚度优选为1～6μm，进一步优选为2～5μm，更优选为3～4μm。
在本发明中，所述亲水性聚合物层与薄膜外侧的水分子之间存在相互吸引作用，亲水性聚合物层能够将大量水分子吸纳在薄膜内部，增加了薄膜中基底两侧水的渗透压，从而使得薄膜具有水蒸气通过性能。如图8所示，水分子可通过聚合物层的吸附作用，进入薄膜的聚合物层，并且水滑石纳米片层中水滑石纳米片间存在着空隙，便于水分子经过水滑石片层，达到基底位置，随着水分子的积累，增加基底两侧的渗透压，进而使水分子通过基底。
本发明还提供了上述技术方案所述阻氧透水薄膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)提供水滑石纳米片分散液和亲水性聚合物分散液；
(2)将所述水滑石纳米片分散液和亲水性聚合物分散液交替旋涂于基底上，得到复合薄膜；
(3)将所述复合薄膜进行干燥，得到阻氧透水薄膜。
本发明提供了水滑石纳米片分散液。在本发明中，所述水滑石纳米片分散液的质量浓度优选为0.1～1.0％，进一步优选为0.2～0.8％，更优选为0.4～0.6％；所述水滑石纳米片分散液的溶剂优选为去离子水。本发明将水滑石纳米片和溶剂混合，得到水滑石纳米片分散液。本发明对混合的方式没有特别的限定，采用本领域技术人员所熟知的混合方式即可。
在本发明中，所述水滑石纳米片的制备方法优选包括：
将M2+、M3+、尿素和水混合，得到混合溶液；所述M2+包括Mg2+、Zn2+或Ni2+，所述M3+包括Fe3+、Al3+或Co3+；
将混合溶液进行晶化反应，然后冷却至室温，得到水滑石纳米片；
所述晶化反应的温度为100～120℃，所述晶化反应的时间为20～30h。
本发明将M2+、M3+、尿素和水混合，得到混合溶液。在本发明中，所述M2+优选以硝酸盐、氯化盐的形式提供；所述所述M3+优选以硝酸盐、氯化盐的形式提供。在本发明中，所述M2 +优选包括Mg2+、Zn2+或Ni2+，所述M3+优选包括Fe3+、Al3+或Co3+。在本发明中，所述混合溶液中尿素与金属离子总物质的量的摩尔比优选为2～4:1，进一步优选为2～3:1；所述金属离子中M2+与M3+的摩尔比优选为2～4:1，进一步优选为2～3:1。在本发明中，所述混合溶液中尿素的浓度优选为0.5～1.5mol/L，进一步优选为0.8～1.2mol/L。
在本发明中，所述混合优选为先将M2+、M3+和水混合，得到金属盐溶液；将尿素与水混合，得到尿素溶液，然后再将金属盐溶液与尿素溶液混合，得到混合溶液。本发明对混合的具体实施方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的物料混合方式即可。
得到混合溶液后，本发明优选将混合溶液进行晶化反应，将晶化反应的产物冷却至室温，得到水滑石纳米片。
在本发明中，所述晶化反应的温度优选为100～120℃，进一步优选为105～115℃，所述晶化反应的时间优选为20～30h，进一步优选为24～26h。本发明在所述晶化过程中，混合溶液逐渐出现沉淀，生成水滑石纳米片。
在本发明中，所述冷却的方式优选为自然降温。
本发明将晶化产物冷却至室温后，优选将晶化产物进行固液分离得到固体，然后经洗涤、干燥得到水滑石纳米片。本发明对所述固液分离的方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的固液分离方式即可；在本发明中，所述固液分离进一步优选为离心分离，当采用离心的方式进行固液分离时，所述离心分离的转速优选为1500～2000r/min，进一步优选为1600～1800r/min，所述离心分离的时间优选为5～10min，进一步优选为6～8min。
本发明优选采用去离子水对分离得到的固体进行洗涤。本发明对所述去离子水的用量没有特殊要求，能够将固体浸没即可。本发明对洗涤的次数没有特别要求，优选将所述固体洗涤至中性即可；在本发明中，所述洗涤的次数优选为3～5次。本发明优选通过洗涤所述固体后的洗涤溶液的pH值来判断所述固体是否为中性；当所述洗涤溶液的pH值为6.5～7.5时，所述固体即为中性。
本发明优选对洗涤后的固体进行干燥。在本发明中，所述干燥的温度优选为50～70℃，进一步优选55～65℃；所述干燥的时间优选为10～15h，进一步优选12～14h。本发明对所述干燥的方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的干燥方式即可，优选采用真空干燥或者鼓风干燥。当采用真空干燥时，所述真空干燥的压力优选为0.5～0.8个大气压。
本发明提供亲水性聚合物分散液。在本发明中，所述亲水性聚合物分散液的质量浓度优选为3～5％，进一步优选为4～5％；所述亲水性聚合物分散液的溶剂优选为去离子水。本发明对所述亲水性聚合物分散液的制备方法没有特别要求，采用本领域技术人员所熟知的溶液配制方法即可。
本发明将所述水滑石纳米片分散液和亲水性聚合物分散液交替旋涂于基底上，得到复合薄膜。
在本发明中，所述旋涂优选通过旋转涂覆机完成；本发明优选使用抽真空的方法将薄膜基底吸附在旋转涂覆机上，然后将水滑石纳米片分散液和亲水性聚合物水分散液交替旋涂于基底上。在本发明中，第一层旋涂层为水滑石纳米片分散液，第二层旋涂层为亲水性聚合物水分散液，依次交替旋涂，每一层旋涂的水滑石纳米片分散液和依次旋涂的亲水性聚合物水分散液为一个循环单元，最后一层为强亲水性聚合物水分散液。在本发明中，所述循环单元的循环的次数优选为25～40次，进一步优选为30～40次，更优选为35～40次。在本发明中，当旋涂水滑石纳米片分散液时，所述旋涂的转速优选为1800～2200r/min，进一步优选2000～2200r/min；当旋涂亲水性聚合物水分散液时，所述旋涂的转速优选为4500～5500r/min，进一步优选为4800～5200r/min。本发明通过旋涂的方法，将水滑石纳米片旋涂于基底上，使水滑石纳米片具有平行于基底的有序取向结构。
所述交替旋涂前，本发明优选对所述基底进行清洗。在本发明中，所述清洗优选包括：将薄膜基底依次用丙酮、乙醇和去离子水进行超声清洗。在本发明中，所述超声清洗的超声强度优选为20000～30000Hz，进一步优选为24000～26000Hz。在本发明中，使用各溶剂进行超声清洗的时间独立地优选为20～40min，进一步优选为25～35min。本发明对超声清洗的各溶剂的用量没有特别限定，只要能够浸没薄膜基底即可。
所述旋涂后，本发明将所述复合薄膜进行干燥，得到阻氧透水薄膜。在本发明中，所述干燥优选为自然晾干。在本发明中，所述晾干的温度优选为20～30℃，进一步优选为25℃；所述晾干的时间优选为1～3h，进一步优选为1.5～2.5h。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
将Mg(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O溶于去离子水中，得到金属盐溶液，金属盐溶液中Mg(NO3)2·6H2O的浓度为0.4mol/L，金属盐溶液中Al(NO3)3·9H2O的浓度为0.2mol/L；将尿素溶于去离子水中，得到尿素溶液，尿素溶液的浓度为0.67mol/L。将50mL所述金属盐溶液和50mL所述尿素溶液混合，得到混合溶液。将混合溶液搅拌均匀，置于110℃的烘箱中，晶化24h，然后将反应体系自然冷却至室温，离心分离得到固体；用去离子水洗涤所述固体，至洗涤后的去离子水为中性，得到水滑石纳米片；
以去离子水为溶剂，配制质量浓度为0.5wt.％的水滑石纳米片水分散液(简写为LDH)；以去离子水为溶剂，配制质量浓度为4wt.％的羧甲基纤维素水溶液(简写为CMC)；
将聚丙烯薄膜依次用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗30min，然后用去离子水冲洗，得到聚丙烯薄膜基底；
将所述薄膜基底吸附于旋转涂膜机上，将所述水滑石纳米片分散液和羧甲基纤维素水溶液先后旋涂于薄膜基底表面，循环旋涂30次，当旋涂水滑石纳米片分散液时，旋涂的转速为2000r/min，当旋涂亲水性聚合物水分散液时，旋涂的转速为5000r/min，得到复合薄膜，将所述复合薄膜从涂膜机上分离并在25℃下晾干，得到阻氧透水薄膜，简写为“(LDH/CMC)30”。
实施例2
将Mg(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O溶于去离子水中，得到金属盐溶液，金属盐溶液中Mg(NO3)2·6H2O的浓度为0.4mol/L，金属盐溶液中Al(NO3)3·9H2O的浓度为0.2mol/L；将尿素溶于去离子水中，得到尿素溶液，尿素溶液的浓度为0.75mol/L。将50mL所述金属盐溶液和50mL所述尿素溶液混合，得到混合溶液。将混合溶液搅拌均匀，置于100℃的烘箱中，晶化26h，然后将反应体系自然冷却至室温，离心分离得到固体；使用去离子水洗涤所述固体，至洗涤后的去离子水为中性，得到水滑石纳米片；
以去离子水为溶剂，配制质量浓度为0.1wt.％的水滑石纳米片水分散液，以去离子水为溶剂，配制质量浓度为3wt.％的羟丙基甲基纤维素水溶液(简写为HPMC)；
将聚乙烯薄膜依次用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗30min，然后用去离子水冲洗，得到聚乙烯薄膜基底；
将所述薄膜基底吸附于旋转涂膜机上，将所述水滑石纳米片分散液和羟丙基甲基纤维素水溶液先后旋涂于薄膜基底表面，循环旋涂25次，当旋涂水滑石纳米片分散液时，旋涂的转速为1800r/min，当旋涂亲水性聚合物水分散液时，旋涂的转速为4500r/min，得到复合薄膜，将所述复合薄膜从涂膜机上分离并在25℃下晾干，得到阻氧透水薄膜，简写为“(LDH/HPMC)30”。
实施例3
将Mg(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O溶于去离子水中，得到金属盐溶液，金属盐溶液中Mg(NO3)2·6H2O的浓度为0.4mol/L，金属盐溶液中Al(NO3)3·9H2O的浓度为0.2mol/L；将尿素溶于去离子水中，得到尿素溶液，尿素溶液的浓度为0.7mol/L。将50mL所述金属盐溶液和50mL所述尿素溶液混合，得到混合溶液。将混合溶液搅拌均匀，置于110℃的烘箱中，晶化24h，然后将反应体系自然冷却至室温，离心分离得到固体；使用去离子水洗涤所述固体，至洗涤后的去离子水为中性，得到大长径比水滑石纳米片；
以去离子水为溶剂，配制质量浓度为1.0wt.％的大长径比水滑石纳米片水分散液，以去离子水为溶剂，配制质量浓度为5wt.％的聚乙烯吡咯烷酮水溶液(简写为PVP)；
将聚氨酯薄膜依次用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗30min，然后用去离子水冲洗，得到聚氨酯薄膜基底；当旋涂水滑石纳米片分散液时，旋涂的转速优选为2200r/min，当旋涂亲水性聚合物水分散液时，旋涂的转速为5500r/min；
将所述薄膜基底吸附于旋转涂膜机上，将所述水滑石纳米片分散液和聚氯乙烯水溶液先后旋涂于薄膜基底表面，循环旋涂40次，得到复合薄膜，将所述复合薄膜从涂膜机上分离并在30℃下晾干，得到阻氧透水薄膜，简写为“(LDH/PVP)30”。
对实施例1制备得到的水滑石纳米片使用扫描式电子显微镜进行表征，如图1所示。经测量其平均直径为641nm，平均厚度为29nm，长径比为22.1。由图1可知，本发明所得水滑石纳米片为二维层状结构，且粒径分布均匀，具有较大的长径比。由图1可知，本发明制备得到的水滑石纳米片平行放置，组成水滑石纳米片层。
对实施例1制备得到的阻氧透水薄膜使用扫描式电子显微镜进行表征，如图2所示。图2中颜色均匀表面平整，说明本发明所述方法制备得到的阻氧透水薄膜均一、完整、成膜良好。
对实施例1制备得到的阻氧透水薄膜使用原子显微镜进行表征，如图3所示。图3中薄膜表面平整均一，说明本发明所述方法制备得到的阻氧透水薄膜均一、完整、成膜良好。
对实施例1制备得到的阻氧透水薄膜的截面使用扫描式电子显微镜进行表征，如图4所示。图中颜色最深的部分为薄膜基底，中等深度的部分为阻氧透水层，较浅的部分为背景。由图4可知，本发明所得阻氧透水薄膜的结构为阻氧透水层附着在薄膜基底上，且本实施例中，阻氧透水层厚度为8μm。
将本实施例所得阻氧透水薄膜进行冷冻-180℃切片，并使用透射电子显微镜对其截面进行表征，如图5所示。图中浅色的层为亲水性聚合物层，深色的层为水滑石纳米片层。经测量，本实施例所得薄膜中，亲水性聚合物层的平均厚度为204nm，水滑石纳米片层的平均厚度为67nm。
采用GB/T 1038-2000标准对实施例1～3制备得到的阻氧透水薄膜和基底聚丙烯薄膜进行氧气透过性测试，结果如图6所示。
由图6测试结果可知，聚丙烯薄膜的氧气透过量为98.143cm3·m-2·day-1·atm-1；而本发明提供的阻氧透水薄膜的氧气透过量分别为1.128cm3·m-2·day-1·atm-1、2.783cm3·m-2·day-1·atm-1和1.857cm3·m-2·day-1·atm-1。本发明提供的阻氧透水薄膜的氧气透过量远远低于聚丙烯薄膜的氧气透过量，由此说明，本发明提供的阻氧透水薄膜能够有效将氧气阻挡在薄膜的外侧，具有较好的阻氧效果。
采用GB/T 21529-2008标准对实施例1～3制备得到的阻氧透水薄膜和基底聚丙烯薄膜进行水蒸气透过性测试，结果如图7所示。
由图7测试结果可知，聚丙烯薄膜基底水蒸气透过量为1.95cm3·m-2·day-1·atm-1；而本发明实施例1提供的阻氧透水薄膜的水蒸气透过量为2.32cm3·m-2·day-1·atm-1。由此可知，本发明提供的阻氧透水薄膜能够有效地透过水蒸气，具有较好的水蒸气透过效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种阻氧透水薄膜，包括基底和阻氧透水层；所述阻氧透水层包括交替层叠的水滑石纳米片层和亲水性聚合物层；所述基底与阻氧透水层中的水滑石纳米片层相接；所述阻氧透水薄膜的最外层为亲水性聚合物层；所述水滑石纳米片层平行于基底；
所述基底的材质为聚乙烯、聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯；
所述亲水性聚合物层的材质为羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮或聚氯乙烯；
所述水滑石纳米片层由水滑石纳米片组成，所述水滑石纳米片的长径比为20～200；每层所述水滑石纳米片层的厚度为4～200nm。
2.根据权利要求1所述的阻氧透水薄膜，其特征在于，所述阻氧透水层的总厚度为6～9μm。
3.根据权利要求1所述的阻氧透水薄膜，其特征在于，每层所述亲水性聚合物层的厚度为1～6μm。
4.权利要求1～3任一项所述阻氧透水薄膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)提供水滑石纳米片分散液和亲水性聚合物分散液；
(2)将所述水滑石纳米片分散液和亲水性聚合物分散液交替旋涂于基底上，得到复合薄膜；
(3)将所述复合薄膜进行干燥，得到阻氧透水薄膜。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述水滑石纳米片分散液的质量浓度为0.1～1.0％；所述亲水性聚合物分散液的质量浓度为3～5％。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述水滑石纳米片的制备方法包括：
将M2+、M3+、尿素和水混合，得到混合溶液；所述M2+包括Mg2+、Zn2+或Ni2+，所述M3+包括Fe3+、Al3+或Co3+；
将所述混合溶液进行晶化反应，将所述晶化反应的产物冷却至室温，得到水滑石纳米片；
所述晶化反应的温度为100～120℃，所述晶化反应的时间为20～30h。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述M2+与M3+的摩尔比为2～4:1；所述混合溶液中尿素与金属离子的总物质的量的比为2～4:1；所述混合溶液中尿素的浓度为0.5～1.5mol/L。
8.权利要求1～3任一项所述阻氧透水薄膜或权利要求4～7任一项所述制备方法制备得到的阻氧透水薄膜在分离水蒸气和氧气中的应用。
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