选择性渗透的氧化石墨烯膜制造技术

技术编号:23164492 阅读:82 留言:0更新日期:2020-01-21 22:32
本文描述了基于交联的石墨烯和生物聚合物(例如木质素)的复合膜,所述复合膜提供对溶质的选择性阻力,同时提供透水性。所述膜可以包含在交联的材料基质中的任选的附加功能添加剂,提供了增强的盐水分离性。本文还描述了制备所述膜的方法以及使用所述膜进行脱水或从水中除去溶质的方法。

Graphene oxide membrane with selective permeation

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】选择性渗透的氧化石墨烯膜相关申请的交叉引用本申请要求于2017年3月24日递交的美国临时申请62/476,135的权益;所述申请均通过引用整体并入本文。
本专利技术的实施方式涉及聚合物膜,包括包含石墨烯材料的膜,用于诸如水处理、盐水脱盐和/或除水等应用。
技术介绍
由于人口和水消耗的增加以及地球上有限的淡水资源,用于提供安全淡水的技术(诸如海水脱盐和水处理/再循环)变得对我们的社会更加重要。使用反渗透膜的脱盐方法是从盐水生产淡水的主要技术。大部分目前的商业反渗透膜采用薄膜复合材料(TFC)构造,所述构造由在微孔基材(通常是在无纺聚酯上的聚砜膜)上的薄芳族聚酰胺选择性层组成。虽然这些反渗透膜可以提供优异的截盐率和较高的水通量,但仍然期望更薄、更亲水的膜以进一步改善反渗透工艺的能量效率。因此,特别需要新的膜材料和合成方法以实现上述期望的性能。
技术实现思路
本公开涉及适用于高水通量应用的氧化石墨烯膜组合物。该氧化石墨烯膜组合物可通过使用一种或多种水溶性交联剂诸如木质素来制备。还描述了有效且经济地制备这些氧化石墨烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种透水性膜,所述膜包含:/n多孔载体;和/n涂布在所述多孔载体上的复合材料,所述复合材料包含交联的氧化石墨烯化合物,其中所述交联的氧化石墨烯化合物是通过包含氧化石墨烯化合物和含有木质素的交联剂的混合物的反应来形成的;/n其中所述膜是透水性的并且足够坚固以承受50磅/平方英寸的水压同时控制水流过所述膜。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170324 US 62/476,1351.一种透水性膜,所述膜包含:
多孔载体;和
涂布在所述多孔载体上的复合材料,所述复合材料包含交联的氧化石墨烯化合物,其中所述交联的氧化石墨烯化合物是通过包含氧化石墨烯化合物和含有木质素的交联剂的混合物的反应来形成的;
其中所述膜是透水性的并且足够坚固以承受50磅/平方英寸的水压同时控制水流过所述膜。


2.权利要求1的透水性膜,其中所述氧化石墨烯化合物包含氧化石墨烯、还原型氧化石墨烯、官能化的氧化石墨烯或官能化的还原型氧化石墨烯。


3.权利要求2的透水性膜,其中所述氧化石墨烯化合物是氧化石墨烯。


4.权利要求1、2或3的透水性膜,其中所述木质素包括木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、木质素磺酸镁或木质素磺酸钾。


5.权利要求1、2、3或4的透水性膜,其中所述交联剂还包含聚乙烯醇。


6.权利要求5的透水性膜,其中聚乙烯醇与木质素的重量比为约0至5。


7.权利要求1、2、3、4、5或6的透水性膜,其中所述复合材料还包含硼酸盐。


8.权利要求7的透水性膜,其中所述硼酸盐包括K2B4O7、Li2B4O7或Na2B4O7。


9.权利要求7或8的透水性膜,其中所述硼酸盐为复合材料的约0wt%至20wt%。


10.权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9的透水性膜,其中所述复合材料还包含CaCl2。


11.权利要求10的透水性膜,其中所述CaCl2为所述复合材料的0wt%至约1.5wt%。


12.权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11的透水性膜,其中所述复合材料还包含硅石纳米粒子。


13.权利要求12的透水性膜,其中所述硅石纳米粒子为所述复合材料的0wt%至10wt%,其中所述硅石纳米粒子的平均尺寸为约5nm至约200nm。


14.权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12或13的透水性膜,其中所述多孔载体是非织造织物。


15.权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14的透水性膜,其中所述多孔载体包含聚酰胺、聚酰亚胺、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚砜或聚醚砜。


16.权利要求15的透水性膜,其中所述多孔载体包含聚对苯二甲酸乙二醇酯。


17.权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15或16的透水性膜,具有约10nm的至约2000nm的厚度。


18.权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16或17的透水性膜,其中所述交联剂与所述氧化石墨烯化合物的重量比为约2...

【专利技术属性】
技术研发人员:郑世俊林伟平山代祐司北原勇约翰·埃里克森欧泽尔·史迪奇谢宛芸王鹏克雷格·罗杰·巴特尔斯小泓诚能见俊祐
申请(专利权)人:日东电工株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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