The utility model relates to an ion separating device for coating metal with graphite based film as an electrode material, relating to an ion separation device. Ion separation device with metal anode and cathode substrate, and light salt water, saline entrance exit brine outlet, Y channel and cathode substrate; the metal anode coated with graphene nano porous film, metal anode embedded in the anode substrate, metal electrode has a surface exposed anode substrate, brine, entrance brine and salt water outlet outlet to communicate with each other and forming salt, brine and salt water three channels, is located in the salt water channel metal anode and close to the Saline Brine and salt water at the intersection of three channels, metal anode exposed in the brackish water channel. Firstly, the metal electrodes coated with graphene nanoporous membrane were prepared, and then the graphene based films were coated with metal as the electrode materials for ion separation devices. The utility model has the advantages of simple fabrication, low cost, good ion separation effect, large scale integration and application, and has broad application prospect.
【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯基薄膜包覆金属作为电极材料的离子分离器件
本专利技术涉及离子分离器件,尤其是涉及一种石墨烯基薄膜包覆金属作为电极材料的离子分离器件及其制备方法。
技术介绍
离子浓差极化的原理是在直流偏压产生的电场作用下,离子通过具有阴/阳离子选择透过性的纳米通道时,阴/阳离子通过,阳/阴离子被排斥,在纳米通道两边为了保持电中性,使阴阳离子交换达到静态平衡,就会产生浓差极化现象,出现离子耗尽区和离子富集区。浓差极化器件就是通过离子耗尽区和富集区的作用实现离子分离。利用离子浓差极化原理制作的微流控离子分离器件可以应用于海水淡化、药物合成筛选、卫生检疫、司法鉴定等众多领域,具有广泛的应用前景。以在海水淡化方面的研究为例。在2010年SungJaeKim团队([1]SungJaeKim,SungHeeKo,KwanHyoungKang.Directseawaterdesalinationbyionconcentrationpolarization[J].Naturenanotechnology:2010,34:297-301)提出了一种平面形浓差极化海水淡化芯片。该种芯片具有两层结构,下层是玻璃片基底,上层是利用模具制作的PDMS凹模,具有提供海水通过的Y形通道和V形缓冲溶液通道,两个通道通过一个填注Nafion聚合物的切口相连接。该模形证实了将离子浓差极化原理应用于海水中离子与水分子的分离而制作海水淡化芯片的可行性,但是由于作为阳离子选择透过膜的Nafion微通道与Y形通道的连接方式为点连接,产生的耗尽区在通海水时很容易被冲破,而且缓冲溶液通道的设计增加了芯片系统的复 ...
【技术保护点】
一种石墨烯基薄膜包覆金属作为电极材料的离子分离器件,其特征在于其设有金属负极、负极基底、盐水入口、淡盐水出口、浓盐水出口、Y形通道和正极基片;所述金属负极包覆有石墨烯纳米多孔膜,金属负极预埋在负极基底中,金属负极有一个面露出负极基底,盐水入口、浓盐水出口和淡盐水出口相互连通并形成盐水、浓盐水、淡盐水三条通道,金属负极位于淡盐水通道中并靠近盐水、浓盐水、淡盐水三条通道交叉处,金属负极暴露在淡盐水通道中。
【技术特征摘要】
1.一种石墨烯基薄膜包覆金属作为电极材料的离子分离器件,其特征在于其设有金属负极、负极基底、盐水入口、淡盐水出口、浓盐水出口、Y形通道和正极基片;所述金属负极包覆有石墨烯纳米多孔膜,金属负极预埋在负极基底中,金属负极有一个面露出负极基底,盐水入口、浓盐水出口和淡盐水出口相互连通并形成盐水、浓盐水、淡盐水三条通道,金属负极位于淡盐水通道中并靠近盐水、浓盐水、淡盐水三条通道交叉处,金属负极暴露在淡盐水通道中。2.如权利要求1所述一种石墨烯基薄膜包覆金属作为电极材料的离子分离器件,其特征在于所述金属负极在平行于淡盐水通道走向上的宽度为1~1000μm。3.如权利要求1所述一种石墨烯基薄膜包覆金属作为电极材料的离子分离器件,其特征在于所述负极基底采用PDMS负极基底。4.如权利要求1~3所述一种石墨烯基薄膜包覆金属作为电极材料的离子分离器件的制备方法,其特征在于包括以下步骤:1)制备石墨烯纳米多孔膜包覆的金属电极;2)制作石墨烯基薄膜包覆金属作为电极材料的离子分离器件,具体方法如下:(1)将包覆有石墨烯纳米多孔膜的金属负极预埋在负极基底中,使金属负极有一个面露出负极基底;(2)盐水入口、浓盐水出口和淡盐水出口相互连通并形成盐水入口通道、浓盐水出口通道和淡盐水出口通道,包覆有石墨烯纳米多孔膜的金属负极位于淡盐水通道中并靠近盐水入口通道、浓盐水出口通道和淡盐水出口通道交叉处,即得石墨烯基薄膜包覆金属作为电极材料的离子分离器件。5.如权利要求4...
【专利技术属性】
技术研发人员:李鑫,肖代琴,黄海宁,何翔,陈宏,
申请(专利权)人:厦门大学,
类型:发明
国别省市:福建,35
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