【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、有机溶剂的脱水和净化在工业生产过程中日益重要。这些过程的重要性可以与广泛应用的蒸馏过程的技术限制进行比较。特别是具有相同沸点的两种或两种以上液体的混合物，称为共沸物或恒沸点混合物，其比例不能通过简单蒸馏改变或转化。
2、作为分离过程中简单蒸馏的替代方法，当进料为液体混合物时，膜分离称为渗透蒸发或渗透分离，当进料为蒸汽混合物时，膜分离称为蒸汽渗透。渗透蒸发和蒸汽渗透都是基于膜的过程，通过作为进料和渗透之间的选择性屏障的无孔或多孔膜，通过部分汽化来选择性分离液体或蒸汽混合物。它可以有效地稀释含有微量或少量待去除成分的溶液。
3、膜本身被认为是渗透汽化和蒸汽渗透的关键组成部分。聚乙烯醇(pva)和聚酰亚胺等聚合物膜可作为酒精和溶剂脱水的膜，然而，聚合物膜存在固有的缺点，例如化学和水热不稳定性。用a型沸石等材料制备的无机膜已经被开发出来，然而，这些膜的缺点是制造成本高，大规模制备复杂，加工成本高。尽管取得了相当大的进展，但聚合物和无机膜在渗透性和选择性方面仍然表现出较差的性能。因此，需要本文所公开的新型分离膜，其具有改进的性能和对多种混合物的适用性。
技术实现思路
1、本公开涉及一种蒸汽渗透装置及其方法。
2、在一方面，本公开涉及一种蒸汽渗透装置，其包括氧化石墨烯膜，其中氧化石墨烯膜被配置为将包含水的渗透流从包含水和有机溶剂的进料蒸汽流分离。在一些实施例中，氧化石墨烯膜的分离系数约为100至4000左右。在一些实施例中，氧化石墨烯膜的分离
3、在一些实施例中，氧化石墨烯膜的水通量至少为1000g·m-2·h-1。在一些实施例中，氧化石墨烯膜的水通量约为1,000g·m-2·h-1至约160,000g·m-2·h-1。在一些实施例中，氧化石墨烯膜的水通量至少约为1,000g·m-2·h-1。在一些实施例中，氧化石墨烯膜的水通量最多约为160,000g·m-2·h-1。在一些实施例中，氧化石墨烯膜的水通量约为1,000g·m-2·h-1至约5,000g·m-2·h-1、约1,000g·m-2·h-1至约10,000g·m-2·h-1、约1,000g·m-2·h-1至约50,000g·m-2·h-1、约1,000g·m-2·h-1至约120,000g·m-2·h-1、约1,000g·m-2·h-1至约140,000g·m-2·h-1、约1,000g·m-2·h-1至约160,000g·m-2·h-1、约5,000g·m-2·h-1至约10,000g·m-2·h-1、约5,000g·m-2·h-1至约20,000g·m-2·h-1、约5,000g·m-2·h-1至约100,000g·m-2·h-1、约5,000g·m-2·h-1至约120,000g·m-2·h-1、约5,000g·m-2·h-1至约160,000g·m-2·h-1、约10,000g·m-2·h-1至约50,000g·m-2·h-1、约10,000g·m-2·h-1至约50,000g·m-2·h-1、约10,000g·m-2·h-1至约100,000g·m-2·h-1、约10,000g·m-2·h-1至约50,000g·m-2·h-1、约10,000g·m-2·h-1至约100,000g·m-2·h-1、约10,000g·m-2·h-1至约120,000g·m-2·h-1、约10,000g·m-2·h-1至约140,000g·m-2·h-1、约10,000g·m-2·h-1至约160,000g·m-2·h-1、约20,000g·m-2·h-1至约100,000g·m-2·h-1、约20,000g·m-2·h-1至约120,000g·m-2·h-1、约20,000g·m-2·h-1至约140,000g·m-2·h-1、约20,000g·m-2·h-1至约160,000g·m-2·h-1、约50,000g·m-2·h-1至约100,000g·m-2·h-1、约50,000g·m-2·h-1至约100,000g·m-2·h-1、约5万g·m-2·h-1至约12万g·m-2·h-1、约5万g·m-2·h-1至约14万g·m-2·h-1、约10万g·m-2·h-1至约12万g·m-2·h-1、约10万g·m-2·h-1至约16万g·m-2·h-1、约12万g·m-2·h-1至约16万g·m-2·h-1、约12万g·m-2·h-1至约16万g·m-2·h-1、约14万g·m-2·h-1至约16万g·m-2·h-1、约14万g·m-2·h-1至约16万g·m-2·h-1。在一些实施例中，氧化石墨烯膜的水通量约为1,000g·m-2·h-1、约为5,000g·m-2·h-1、约为10,000g·m-2·h-1、约为20,000g·m-2·h-1、约为50,000g·m-2·h-1、约为100,000g·m-2·h-1、约为120,000g·m-2·h-1、约为140,000g·m-2·h-1或约为160,000g·m-2·h-1。
4、在一些实施例中，氧化石墨烯膜包含渗透缺陷。在一些实施例中，渗透缺陷包括渗透缺陷边缘的亲水性位点。在一些实施例中，亲水位点包括具有亲水官能团的分子。在一些实施例中，氧化石墨烯膜的渗透缺陷密度小于5％、4％、3％、2％或1％。在一些实施例中，氧化石墨烯膜的渗透缺陷密度小于1％。
5、在一些实施例中，有机溶剂含有醛。在一些实施例中，醛包括甲醇、乙醛、丙醛、丁醛、苯甲醇或其任意组合。在一些实施例中，有机溶剂包含酰胺。在一些实施例中，酰胺包括乙酰胺、苯甲酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或其任意组合。在一些实施例中，有机溶剂包括二甲亚砜(dmso)或n-甲基-2-吡咯烷酮。在一些实施例中，有机溶剂包含醇。在一些实施例中，所述醇包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、戊醇或其任意组合。
6、在另一方面，本公开还涉及一种蒸汽渗透方法，其包括a)使包含水和有机溶剂的进料蒸汽流通过本文公开的氧化石墨烯膜；以及b)从进料蒸汽流中分离包含水的渗透流。在一些实施例中，氧化石墨烯膜的分离系数至少为100，水通量至少为1000g·m-2·h本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种蒸汽渗透装置，包括氧化石墨烯膜，其中所述氧化石墨烯膜被配置为将包含水的渗透流从包含水和有机溶剂的进料蒸汽流分离，其中所述氧化石墨烯膜的分离系数至少为100，水通量率至少为1000g·m-2·h-1。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述氧化石墨烯膜包括渗透缺陷。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述渗透缺陷包括渗透缺陷边缘上的亲水性位点。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述亲水性位点包括具有亲水性官能团的分子。
5.根据权利要求2所述的装置，其中所述氧化石墨烯膜具有小于5％的渗透缺陷密度。
6.根据权利要求2所述的装置，其中所述氧化石墨烯膜具有小于1％的渗透缺陷密度。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述有机溶剂包括醛。
8.根据权利要求7所述的装置，其中所述醛包括甲醇、乙醛、丙醛、丁醛、苯甲醇或其任何组合。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述有机溶剂包括酰胺。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述酰胺包括乙酰胺、苄酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺
11.根据权利要求1所述的装置，其中所述有机溶剂包括二甲亚砜(DMSO)或n-甲基-2-吡咯烷酮。
12.根据权利要求1所述的装置，其中所述有机溶剂包括醇。
13.根据权利要求12所述的装置，其中所述醇包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、戊醇或其任何组合。
14.一种蒸汽渗透方法，包括：
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述有机溶剂包括醛。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述醛包括甲醇、乙醛、丙醛、丁醛、苯甲醇或其任何组合。
17.根据权利要求14所述的方法，其中所述有机溶剂包括酰胺。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述酰胺包括乙酰胺、苯酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或其任何组合。
19.根据权利要求14所述的方法，其中所述有机溶剂包括二甲亚砜(DMSO)或n-甲基-2-吡咯烷酮。
20.根据权利要求14所述的方法，其中所述有机溶剂包括醇。
21.根据权利要求14所述的方法，其中所述醇包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、戊醇或其任何组合。
22.一种制备氧化石墨烯膜的方法，包括：
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述干燥所述第一组合物包括真空过滤或将所述第一组合物散布在所述支撑层上。
24.根据权利要求22所述的方法，其中所述至少一种氧化剂包括氧(O2)、臭氧(O3)、过氧化氢(H2O2)、芬顿试剂、氟(F2)、氯(Cl2)、溴(Br2)、碘(I2)、硝酸(HNO3)、硫酸(H2SO4)、过氧二硫酸(H2S2O8)、过氧单硫酸(H2SO5)、亚氯酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、次氯酸盐、漂白剂(NaClO)、铬酸、二铬酸、三氧化铬、氯铬酸吡酯(PCC)、高锰酸钾、过硼酸钠、一氧化二氮(N2O)、二氧化氮(NO2)、四氧化二氮(N2O4)、硝酸钾(KNO3)、铋酸钠或其任何组合。
25.根据权利要求22所述的方法，其中所述至少一种氧化剂包括硫酸、高锰酸钾和过氧化氢。
26.根据权利要求25所述的方法，其中石墨粉与高锰酸钾的重量比小于1∶4。
27.根据权利要求22所述的方法，其中小于40℃的反应温度用于使所述石墨粉与所述至少一种氧化剂接触。
28.根据权利要求22所述的方法，其中所述氧化石墨烯膜包括渗透缺陷。
29.根据权利要求22所述的方法，其中所述渗透缺陷包括渗透缺陷边缘上的亲水性位点。
30.根据权利要求22所述的方法，其中所述亲水性位点包括具有亲水性官能团的分子。
31.根据权利要求22所述的方法，其中所述氧化石墨烯膜具有小于5％的渗透缺陷密度。
32.根据权利要求22所述的方法，其中所述氧化石墨烯膜具有小于1％的渗透缺陷密度。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种蒸汽渗透装置，包括氧化石墨烯膜，其中所述氧化石墨烯膜被配置为将包含水的渗透流从包含水和有机溶剂的进料蒸汽流分离，其中所述氧化石墨烯膜的分离系数至少为100，水通量率至少为1000g·m-2·h-1。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述氧化石墨烯膜包括渗透缺陷。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述渗透缺陷包括渗透缺陷边缘上的亲水性位点。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述亲水性位点包括具有亲水性官能团的分子。
5.根据权利要求2所述的装置，其中所述氧化石墨烯膜具有小于5％的渗透缺陷密度。
6.根据权利要求2所述的装置，其中所述氧化石墨烯膜具有小于1％的渗透缺陷密度。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述有机溶剂包括醛。
8.根据权利要求7所述的装置，其中所述醛包括甲醇、乙醛、丙醛、丁醛、苯甲醇或其任何组合。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述有机溶剂包括酰胺。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述酰胺包括乙酰胺、苄酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或其任何组合。
11.根据权利要求1所述的装置，其中所述有机溶剂包括二甲亚砜(dmso)或n-甲基-2-吡咯烷酮。
12.根据权利要求1所述的装置，其中所述有机溶剂包括醇。
13.根据权利要求12所述的装置，其中所述醇包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、戊醇或其任何组合。
14.一种蒸汽渗透方法，包括：
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述有机溶剂包括醛。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述醛包括甲醇、乙醛、丙醛、丁醛、苯甲醇或其任何组合。
17.根据权利要求14所述的方法，其中所述有机溶剂包括酰胺。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述酰胺包括乙酰胺、苯酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或其任何组合。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李昆洲，李丙镐，
申请(专利权)人：上海特瑞思材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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