石墨烯分离膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种石墨烯分离膜，包括支撑层和分离层，所述分离层为具有纳米孔的双层石墨烯薄膜。本发明专利技术采用双层CVD石墨烯薄膜作为复合膜的分离层材料，较好的改善了单层CVD石墨烯薄膜应用在分离膜领域存在的易破损、对原材料要求高、成本高的问题，且性能得到明显提升，适用于薄膜电导法TOC分析仪的分离膜。还公开了石墨烯分离膜的制备方法，利用叠层转移石墨烯薄膜技术制备双层石墨烯分离膜，规避了大面积连续双层及多层CVD石墨烯薄膜材料的制备技术难题和材料限制；采用等离子体刻蚀方法为叠层转移法制备的双层石墨烯薄膜引入高密度有序纳米孔，保证了石墨烯分离膜的选择性和渗透性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
石墨烯分离膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及材料制备
，具体涉及石墨烯分离膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]生产质量控制与安全管理关乎人们生命和财产安全，电子元件、半导体芯片、生物医药产品、精细化学品的制造和加工，未来拟建太空探索载人航天器和空间站的饮用水和工艺水纯度检测和监测，都需要对有机污染物含量进行精确测量和严格把控。以药品生产为例，其清洁验证过程中有机污染物检测是关键，可有效防止污染和交叉污染带来的安全隐患，保证产品的安全有效。相比于传统有机污染物检测方法，TOC(总有机碳)检测方法是一种非专属性检测方法，在分析样品有机物成分方面更具优势，可进行所有有机物的测定，操作简便、快速、灵敏。因此，TOC检测技术在诸多高端应用领域备受关注。
[0003]与市场现有燃烧法和湿法氧化等TOC检测方法相比，薄膜电导法具有样品需求量少、检测精度高、检测速度快、无需载气、性能稳定、可靠性高、干扰因素少且干扰程度最小、维护要求低等优势，适用于各种应用场景下的TOC分析和检测，尤其在清洁验证以及电子级水检测中有无法比拟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯分离膜，其特征在于，包括支撑层和分离层，所述分离层为具有纳米孔的双层石墨烯薄膜。2.根据权利要求1所述的石墨烯分离膜，其特征在于，所述支撑层表面孔径范围分布在0.1
‑
5μm，通孔孔径范围分布在0.1
‑
1μm，孔隙率达70％
‑
90％；所述分离层的孔密度达1
×
10
11
‑1×
10
12
cm
‑1。3.一种权利要求1或2所述的石墨烯分离膜的制备方法，其特征在于，包括：S1，在生长于基底上的单层石墨烯表面形成支撑层；S2，在所述支撑层上贴合辅助转移媒介，得到辅助转移媒介/支撑层/单层石墨烯/基底复合层，然后除去所述基底并释放所述辅助转移媒介得到支撑层/单层石墨烯复合层；S3，将所述支撑层/单层石墨烯复合层贴合至生长于基底上的单层石墨烯表面形成支撑层/双层石墨烯/基底复合层，之后在所述支撑层/双层石墨烯/基底复合层的支撑层上贴合辅助转移媒介，然后除去所述基底并释放所述辅助转移媒介得到支撑层/双层石墨烯复合膜；以及S4，将所述支撑层/双层石墨烯复合膜进行制孔，在所述双层石墨烯上形成纳米孔。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述S1步骤中，将聚合物溶解于有机溶剂形成铸膜液，利用所述铸膜液形成所述支撑层；其中，以所述铸膜液的总重量为基准，所述聚合物的含量为10wt％～30wt％，所述有机溶剂的含量为70wt％
‑
90wt％。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述铸膜液经过脱泡后涂覆于所述单层石墨烯表面，之后置于恒温恒湿气氛下或浸入凝固浴中进行固化，或先经过恒温恒湿气氛凝胶后再浸入凝固浴中固化，得到所述支撑层。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述支撑层成膜厚度为15
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：王路达，张东旭，侯丹丹，姚阿艳，孙佳月，张盛萍，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：