[实用新型]一种测试氧化石墨烯层状膜水通量的实验装置

说明书

本实用新型涉及一种测试氧化石墨烯层状膜水通量的实验装置，具体涉及到一种可回流的用于评价层状膜渗透性能优劣的评价装置，属于纳米膜材料的性能测试装置领域。氧化石墨烯其因基团带有丰富的含氧官能团而表现出优异的亲水性，较好的水分子渗透性能和溶质截留选择性，是比较理想的分离膜材料。针对现有测试氧化石墨烯层状膜水通量测试的装置，本实用新型根据水通量测试的原理，提供了一种简单、易操作的可以评价氧化石墨烯层状膜水通量的实验装置，主要由蠕动部分、水分子交换部分、溶液供给部分组成，对于研究薄膜的传质特性具有重要意义。

技术领域

本实用新型涉及一种测试氧化石墨烯层状膜水通量的实验装置，具体涉及到一种可回流的用于评价层状膜渗透性能优劣的评价装置，属于纳米膜材料的性能测试装置领域。

背景技术

石墨烯作为单原子层厚度的新型二维纳米材料，具有优异的机械性能、超高的比表面积及化学结构稳定性。石墨烯的氧化物---氧化石墨烯，其因基团带有丰富的含氧官能团而表现出优异的亲水性，较好的水分子渗透性能和溶质截留选择性，是比较理想的分离膜材料。尤其近年来在海水淡化、水/有机溶剂分离和气体分离等领域的应用引起了广泛关注。目前，可以采用多种方法如化学气相沉积法、涂覆法、电化学法和抽滤法等，制备出从几微米到几百微米的多层纯氧化石墨烯层状膜，用于研究水分子在石墨烯膜内的传质机理。其中评价其传质性能优劣的一项重要指标就是水通量测试。水通量是指单位压力下，单位时间内通过单位膜面积的水的体积或质量，基于此基本理论，本实用新型设计出一种自行测试层状膜水通量的实验装置。

发明内容

针对现有测试氧化石墨烯层状膜水通量测试的装置，本实用新型根据水通量测试的原理，提供了一种简单、易操作的可以评价氧化石墨烯层状膜水通量的实验装置，在石墨烯层状膜的两侧，一侧为料液(低浓度溶液)，一侧为汲取液(高浓度溶液)，利用薄膜两侧浓度梯度作为驱动力自发的使水分子从料液侧向汲取液侧渗透。

为了实现上述目的，本实用新型为实现其技术问题所采用的技术方案是：

1、一种测试氧化石墨烯层状膜水通量的实验装置主要由蠕动部分、水分子交换部分、溶液供给部分组成；其中，蠕动部分包括蠕动泵A、蠕动泵B、乳胶管；水分子交换装置包括料液进口、料液出口、层状膜安置固定板、交换池、可调节支撑架、汲取液进口、汲取液出口、回流池；溶液供给部分包括料液容量瓶、汲取液容量瓶、称量天平和支撑体；料液出口通过乳胶管与料液容量瓶相连，料液进口通过乳胶管和蠕动泵A与料液容量瓶相连；在汲取液侧，汲取液出口通过乳胶管与汲取液容量瓶相连，汲取液进口通过乳胶管和蠕动泵B与汲取液容量瓶相连。其中层状膜安置固定板中心处开小于实验待测膜直径的圆形开口。

在蠕动部分，乳胶管平压在蠕动泵A的泵头下，将乳胶管中的料液按照设定的流速泵入左侧回流池，汲取液侧同理。

在水分子交换部分，料液侧乳胶管中的料液在固定流速下，泵入回流池下方的料液进口，多余的料液会通过回流池上方的料液出口通过乳胶管重新回到料液容量瓶形成单侧循环，汲取液侧同理。使溶液在交换池内部以切线方向流入和流出，且流动方向相反。

在溶液供给部分，料液容量瓶中盛放有低浓度的料液，汲取液容量瓶中盛放有高浓度的汲取液，通过称量天平读取两次取样时汲取液的质量变化。

本实用新型的有益效果是，对于测试氧化石墨烯层状膜的水通量，本装置具有可以方便、快速简单的测试功能，对于研究薄膜的传质特性具有重要意义。

附图说明

附图1为一种测试氧化石墨烯层状膜水通量的实验装置的结构图。

附图2为附图1结构图的侧面俯视图。

图中：1.蠕动泵A，2.料液容量瓶，3.支撑体，4.乳胶管，5.料液进口，6.料液出口，7.层状膜安置固定板，8.交换池，9.可调节支撑架，10.汲取液进口，11.汲取液出口，12.回流池， 13.称量天平，14.汲取液容量瓶，15.蠕动泵B。