Очистка воды - RU2017146252A
Код документа: RU2017146252A
Формула
1. Слоистая мембрана из оксида графена, содержащая пластинки оксида графена (ОГ) и пластинки графена.
2. Мембрана по п. 1, в которой пластинки графена составляют от 0,5 масс.% до 10 масс.% пластинок, из которых образована слоистая мембрана из оксида графена.
3. Мембрана или способ по любому предыдущему пункту, где пластинки графена представляют собой чистый графен.
4. Мембрана по любому предыдущему пункту, в которой слоистый материал из оксида графена нанесен на пористый материал.
5. Мембрана по любому предыдущему пункту, имеющая толщину больше чем приблизительно 100 нм, и в которой пластинки оксида графена, из которых образована мембрана, имеют среднее массовое отношение кислород:углерод в интервале от 0,2:1,0 до 0,5:1,0.
6. Мембрана по любому предыдущему пункту, в которой пластинки оксида графена, из которых образован слоистый материал, имеют среднее массовое отношение кислород:углерод в интервале от 0,3:1,0 до 0,4:1,0.
7. Мембрана по любому предыдущему пункту, при этом слоистая мембрана из оксида графена имеет толщину от 1 мкм до 15 мкм.
8. Мембрана по любому предыдущему пункту, при этом слоистая мембрана из оксида графена дополнительно содержит, по меньшей мере, один сшивающий агент.
9. Способ снижения количества одного или нескольких растворенных веществ в водной смеси с получением жидкости, обедненной по упомянутым растворенным веществам, в котором:
а) осуществляют контакт первой стороны слоистой мембраны из оксида графена с водной смесью, содержащей одно или несколько растворенных веществ;
b) отводят жидкость от второй стороны слоистой мембраны из оксида графена или ниже нее по потоку;
где слоистая мембрана из оксида графена содержит пластинки ОГ и пластинки графена.
10. Способ по п. 9, в котором пластинки графена составляют от 0,5 масс.% до 10 масс.% пластинок, из которых образована слоистая мембрана из оксида графена.
11. Способ по п. 9 или 10, в котором пластинки графена представляют собой чистый графен.
12. Способ по любому из пп. 9-12, в котором слоистая мембрана из оксида графена имеет толщину больше чем приблизительно 100 нм, и в которой пластинки оксида графена, из которых образована мембрана, имеют среднее массовое отношение кислород:углерод в интервале от 0,2:1,0 до 0,5:1,0.
13. Способ по любому из пп. 9-13, в котором слоистая мембрана из оксида графена дополнительно содержит, по меньшей мере, один сшивающий агент.
14. Способ снижения количества одного или нескольких растворенных веществ в водной смеси с получением жидкости, обедненной по упомянутым растворенным веществам, в котором:
а) осуществляют контакт первой стороны слоистой мембраны из оксида графена с водной смесью, содержащей одно или несколько растворенных веществ;
b) отводят жидкость от второй стороны слоистой мембраны из оксида графена или ниже нее по потоку;
где слоистая мембрана из оксида графена имеет толщину больше чем приблизительно 100 нм, и в которой пластинки оксида графена, из которых образована мембрана, имеют среднее массовое отношение кислород:углерод в интервале от 0,2:1,0 до 0,5:1,0, и при этом мембрана содержит пластинки ОГ и, по меньшей мере, один сшивающий агент.
15. Способ по п. 14, в котором сшивающий агент представляет собой полимер.
16. Способ по п. 15, в котором сшивающий агент представляет собой заряженный полимер.
17. Способ по любому из пп. 14-16, в котором d-расстояние гидратированной слоистой мембраны из оксида графена меньше чем 12 Å.
18. Способ по п. 17, в котором d-расстояние гидратированной слоистой мембраны из оксида графена меньше чем 10 Å.
19. Способ по любому из пп. 9-18, где данный способ представляет собой способ избирательного уменьшения количества первого набора из одного или нескольких растворенных веществ в водной смеси без значительного снижения количества второго набора из одного или нескольких растворенных веществ в водной смеси с получением жидкости, обедненной по упомянутому первому набору растворенных веществ, но не обедненной по упомянутому второму набору растворенных веществ.
20. Способ по любому из пп. 9-19, где данный способ является непрерывным.
21. Способ по любому из пп. 9-20, в котором прикладывают давление, чтобы проталкивать водную смесь сквозь мембрану из оксида графена.
22. Способ по любому из пп. 9-21, в котором мембрану из оксида графена наносят на пористый материал.
23. Способ по любому из пп. 9-22, в котором пластинки оксида графена, из которых образован слоистый материал, имеют среднее массовое отношение кислород:углерод в интервале от 0,3:1,0 до 0,4:1,0.
24. Способ по любому из пп. 9-23, в котором слоистая мембрана из оксида графена имеет толщину от 1 мкм до 15 мкм.
25. Способ по любому из пп. 9-24, в котором растворенные вещества, количества которых снижают в водной смеси, включают в себя NаСl.
26. Способ снижения количества одного или нескольких заданных растворенных веществ, имеющих радиус гидратации в интервале от приблизительно 3,5 Å до приблизительно 4,5 Å, в водной смеси с получением жидкости, обедненной по заданным растворенным веществам, в котором:
а) определяют природу одного или нескольких растворенных веществ в водной смеси, которые выбирают для исключения с помощью мембраны;
b) устанавливают корреляцию требуемого d-расстояния в мембране из оксида графена с радиусом гидратации данного или каждого заданного растворенного вещества;
с) формируют слоистую мембрану из оксида графена, содержащую ОГ пластинки, а также содержащую монослойные или многослойные графеновые пластинки и/или, по меньшей мере, один сшивающий агент, и имеющую уменьшенное d-расстояние по сравнению с мембраной, которая не содержит сшивающий агент;
d) осуществляют контакт первой стороны слоистой мембраны из оксида графена с водной смесью, содержащей одно или несколько растворенных веществ; и
е) отводят жидкость от второй стороны данной мембраны или ниже по потоку от нее.
27. Способ подстройки d-расстояния сшитой, фильтрующей исключением размера, слоистой мембраны из оксида графена, в котором:
а) выбирают, по меньшей мере, один сшивающий агент и/или монослойные или многослойные графеновые пластинки, которые обеспечивают мембрану, имеющую желаемый размер капилляров, когда мембрана гидратирована; и
b) формируют слоистую мембрану из оксида графена, содержащую ОГ пластинки, а также содержащую монослойные или многослойные графеновые пластинки и/или, по меньшей мере, один сшивающий агент.
28. Способ ограничения d-расстояния гидратированной, фильтрующей исключением размера, слоистой мембраны из оксида графена ниже 12 Å, в котором:
формируют слоистую мембрану из оксида графена, содержащую ОГ пластинки, а также содержащую монослойные или многослойные графеновые пластинки и/или, по меньшей мере, один сшивающий агент.
29. Применение монослойных или многослойных графеновых пластинок и/или, по меньшей мере, одного сшивающего агентадля ограничения d-расстояние гидратированной, фильтрующей исключением размера, слоистой мембраны из оксида графена ниже 12 Å.
30. Слоистая мембрана из оксида графена, содержащая ОГ пластинки и заряженный полимер в качестве сшивающего агента.
31. Слоистая мембрана из оксида графена, содержащая ОГ пластинки и, по меньшей мере, один сшивающий агент, и имеющая, при гидратации, пониженный размер пор относительно гидратированной мембраны из оксида графена, которая не содержит сшивающий агент, где размер пор в гидратированной мембране во время работы по существу исключает, по меньшей мере, проход растворенных веществ, имеющих радиус гидратации в интервале от приблизительно 3,5 Å до приблизительно 4,5 Å, когда они присутствуют в водной смеси.
32. Фильтрующее устройство, содержащее слоистую мембрану из оксида графена по любому из пп. 1-9, 30 и 31.
33. Способ получения слоистой мембраны из оксида графена, содержащей ОГ пластинки и графеновые пластинки, в котором:
а) обеспечивают суспензию пластинок графита и пластинок оксида графита в водной среде;
b) подвергают пластинки графита и пластинки оксида графита в водной среде воздействию энергии с получением водной суспензии, содержащей графеновые пластинки и пластинки оксида графена;
с) необязательно удаляют любые пластинки графита или нежелательного многослойного графена из суспензии; и
d) фильтруют суспензию через пористый материал с получением слоистой мембраны из оксида графена, содержащей ОГ пластинки и графеновые пластинки, где слоистая мембрана наносится на данный пористый материал.
