[發(fā)明專利]一種石墨烯基薄膜包覆金屬作為電極材料的離子分離器件

有效

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• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN106904700B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設計）人: 李鑫;肖代琴;黃海寧;何翔;陳宏
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G01N30/96
• 分類號: G01N30/96;C02F103/08
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

1.一種石墨烯基薄膜包覆金屬作為電極材料的離子分離器件，其特征在于其設有金屬負極、負極基底、鹽水入口、淡鹽水出口、濃鹽水出口、Y形通道和正極基片；所述鹽水入口、濃鹽水出口和淡鹽水出口相互連通并形成鹽水、濃鹽水、淡鹽水三條通道的Y形通道，存在于正極基片中；正極基片Y形通道暴露的一面與負極基底貼合；所述金屬負極包覆有石墨烯納米多孔膜，金屬負極預埋在負極基底中，金屬負極有一個面露出負極基底；金屬負極暴露在淡鹽水通道中，并靠近鹽水、濃鹽水、淡鹽水三條通道交叉處；

石墨烯納米多孔膜包覆的金屬電極的制備方法為：

（1）將聚合物PVDF粉末與DMF混合于溶劑中，超聲后得混合物，再加入石墨烯，再超聲后，即得石墨烯納米多孔膜前驅體材料；

（2）對金屬進行表面處理，去除表面油污和顆粒雜質，再將石墨烯納米多孔膜前驅體材料涂覆在金屬表面，烘干后，即得石墨烯納米多孔膜包覆的金屬電極。

2.如權利要求1所述一種石墨烯基薄膜包覆金屬作為電極材料的離子分離器件，其特征在于所述金屬負極在平行于淡鹽水通道走向上的寬度為1～1000μm。

3.如權利要求1所述一種石墨烯基薄膜包覆金屬作為電極材料的離子分離器件，其特征在于所述負極基底采用PDMS負極基底。

4.如權利要求1所述一種石墨烯基薄膜包覆金屬作為電極材料的離子分離器件，其特征在于在制備金屬電極的步驟（1）中，所述石墨烯選自還原石墨烯、氧化石墨烯中的至少一種。

5.如權利要求1所述一種石墨烯基薄膜包覆金屬作為電極材料的離子分離器件，其特征在于在制備金屬電極的步驟（2）中，所述金屬選自金屬片、金屬絲、金屬網中的一種。

6.如權利要求5所述一種石墨烯基薄膜包覆金屬作為電極材料的離子分離器件，其特征在于所述金屬片為泡沫金屬片。

7.如權利要求1所述一種石墨烯基薄膜包覆金屬作為電極材料的離子分離器件，其特征在于在制備金屬電極的步驟（2）中，所述石墨烯納米多孔膜的厚度為1nm～1mm，孔隙率為3%～90%，孔徑大小為1～100nm。

8.如權利要求1～3任一項所述一種石墨烯基薄膜包覆金屬作為電極材料的離子分離器件的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1）制備石墨烯納米多孔膜包覆的金屬電極；

2）制作石墨烯基薄膜包覆金屬作為電極材料的離子分離器件，具體方法如下：

（1）將包覆有石墨烯納米多孔膜的金屬負極預埋在負極基底中，使金屬負極有一個面露出負極基底；

（2）鹽水入口、濃鹽水出口和淡鹽水出口相互連通并形成鹽水入口通道、濃鹽水出口通道和淡鹽水出口通道，包覆有石墨烯納米多孔膜的金屬負極位于淡鹽水通道中并靠近鹽水入口通道、濃鹽水出口通道和淡鹽水出口通道交叉處，即得石墨烯基薄膜包覆金屬作為電極材料的離子分離器件。