一种多孔石墨烯分离膜及其制备方法技术

技术编号:24388611 阅读:33 留言:0更新日期:2020-06-06 01:36
本发明专利技术公开一种多孔石墨烯分离膜及其制备方法,分离膜包括多孔基底和附着在多孔基底上的石墨烯薄膜,石墨烯薄膜上有通孔,通孔的孔径为亚纳米级;石墨烯薄膜的厚度不超过十个原子层的厚度,多孔基底为绝缘体,通过对分离膜化学功能化处理或物理通电使其表面带电,电荷密度为1‑6e/nm

A porous graphene separation membrane and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种多孔石墨烯分离膜及其制备方法
本专利技术属于膜分离
,具体涉及一种多孔石墨烯分离膜及其制备方法。
技术介绍
膜分离技术在气体分离领域具有广泛的应用前景,目前多孔石墨烯(具有纳米孔的石墨烯)作为一种新型的气体分离膜具有超高的渗透率,展现出了突出的优势。该分离膜的基本原理是基于分子大小的筛选效应,其选择性完全依赖于石墨烯薄膜上纳米孔的大小,纳米孔大小在原子量级上的变化就会大大影响分离膜的选择性。如果纳米孔的直径增加几个埃(10-10m),多孔石墨烯分离膜的分离选择性就会降低很多倍。对于多孔石墨烯气体分离膜,目前最大的挑战就是精确控制石墨烯薄膜上纳米孔的大小使其产生高选择性的气体分离。目前,产生纳米孔的方法主要有电子束冲击、离子撞击、化学腐蚀以及石墨烯合成过程中直接产生等,这些方法都很难在原子量级上精确控制纳米孔的大小。为了提高多孔石墨烯分离膜的选择性,人们都想办法在产生纳米孔的过程中精确控制其大小。如果能够克服技术偏见,使较大纳米孔出现分离选择性,就无需在产生纳米孔的过程中精确控制纳米孔的大小也能实现多孔石墨烯分离膜的高选择性气体分离,从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔石墨烯分离膜,其特征在于,包括多孔基底(1)和附着在多孔基底(1)上的石墨烯薄膜(2),表面带电,石墨烯薄膜(2)为多孔结构,多孔结构中孔径小于1nm;石墨烯薄膜(2)的厚度不超过十个原子层的厚度,多孔基底(1)为绝缘体。/n

【技术特征摘要】
1.一种多孔石墨烯分离膜,其特征在于,包括多孔基底(1)和附着在多孔基底(1)上的石墨烯薄膜(2),表面带电,石墨烯薄膜(2)为多孔结构,多孔结构中孔径小于1nm;石墨烯薄膜(2)的厚度不超过十个原子层的厚度,多孔基底(1)为绝缘体。


2.根据权利要求1所述的多孔石墨烯分离膜,其特征在于,其表面电荷密度为1-6e/nm2。


3.一种权利要求1或2所述多孔石墨烯分离膜的制备方法,其特征在于,通过对分离膜化学功能化处理或物理通电使其表面带电。


4.根据权利要求3所述的多孔石墨烯分离膜的制备方法,其特征在于,对石墨烯薄膜(2)的表面进行化学功能化处理,用具有带电基团的极性分子(3)对石墨烯薄膜(2)表面进行化学功能化处理,然后直接转移到多孔基底(1)上,得到表面带电且具有选择性的分离膜。


5.根据权利要求3所述的多孔石墨烯分离膜的制备方法,其特征在于,用具有带电基团的极性分子(3)直接对多孔基底(1)表面进行化学功能化处理,然后将石墨烯薄膜(2)转移到化学修饰处理后的多孔基底(1)上,得到表面带电且具有选择性的分离膜。


6.根据权利要求4或5所述的多孔石墨烯分离膜的制备方法,其特征在于,带负电基团的极性分...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙成珍白博峰
申请(专利权)人:西安交通大学
类型:发明
国别省市:陕西;61

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