支撐在納米多孔石墨烯上的選擇性膜制造技術

總體地描述了用于復合膜的技術，復合膜可以包括夾在第一選擇性膜與多孔支撐襯底之間的納米多孔石墨烯層。所述復合膜可以通過將選擇性膜沉積在納米多孔石墨烯層的一面上來形成，而納米多孔石墨烯層的另一面可被支撐在無孔支撐襯底上。納米多孔石墨烯層可與選擇性膜一起從無孔支撐襯底移除且與多孔支撐襯底相接觸以形成復合膜。通過將選擇性膜沉積在平坦表面上，將納米多孔石墨烯沉積在無孔支撐襯底上，可以生產出厚度小至0.1μm或更小的缺陷形成減少的選擇性膜。與較厚的選擇性膜相比，所描述的復合膜可具有增強的磁導，結構強度大于單獨的較薄的選擇性膜。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利說明】支撐在納米多孔石墨烯上的選擇性膜
技術介紹
除非在此處進行說明，否則此處所描述的材料不是本申請權利要求的現(xiàn)有技術并 且不因包含在該部分中而承認是現(xiàn)有技術。 通過用于氣體液體分離的膜的通量通常與膜厚度成反比。例如，將膜厚度減小十 倍會使通量增大十倍。然而，膜可能需要足夠厚以具有足以耐受既定分離處理的跨膜壓力 的機械強度。 -些常規(guī)的方法將薄的選擇性膜投拋到納米多孔支撐件之上，例如利用溶液涂漬 法（solution coating)。在平坦的、非多孔的襯底上，可以投拋不具有微孔的0.05至0.1 微米厚的薄膜。然而，利用這種溶液涂漬法生產厚度為1微米以下的高品質復合膜的制造 工藝會會是非常有挑戰(zhàn)性。支撐膜中表面孔的不完全覆蓋會導致形成缺陷，例如因為多孔 膜中的毛細力會將涂漬溶液拉入大部分的支撐膜，破壞了涂層。而且，在多孔襯底上，選擇 性涂層會滲透到孔中，填充孔且有效地增加分子所通過的密致材料的厚度。 本公開理解，在例如用于分離的多孔支撐件上制備薄膜會是復雜的任務。 概述 下面的概述僅為示例性的，不意在通過任何方式進行限制。除了上述示例性的方 案、實施例和特征之外，通過參考附圖和下面的詳述另外的方案、實施例和特征將變得清 晰。 本公開總體描述了支撐在納米多孔石墨烯上的復合選擇性膜以及用于制造支撐 在納米多孔石墨烯上的復合選擇性膜的方法、裝置和計算機程序產品。 在各個示例中，描述了復合膜。復合膜可以包括具有第一面和第二面的納米多孔 石墨烯層。在多個示例中，復合膜還可以包括配置為與納米多孔石墨烯層的第一面相接觸 的第一選擇性膜。在一些示例中，復合膜可以進一步包括配置為與納米多孔石墨烯層的第 二面相接觸的多孔支撐襯底。 在各個示例中，描述了制備復合膜的方法。該方法可以包括將第一選擇性膜沉積 到納米多孔石墨烯層的第二表面上。在各個示例中，納米多孔石墨烯層的第一表面可以接 觸無孔支撐襯底。示例的方法還可以包括：將納米多孔石墨烯層連同第一選擇性膜一起從 無孔支撐襯底移除。示例的方法可以進一步包括：使納米多孔石墨烯層的第二表面與多孔 支撐襯底相接觸以形成復合膜。 在各個示例中，描述了用于制造復合膜的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以包括如下中的一個或 多個：化學氣相沉積室；化學氣相沉積源；加熱器；溫度傳感器；石墨烯納米穿孔裝置；聚 合物膜操縱器；選擇性膜沉積裝置；多孔支撐源；以及控制器。在多個示例中，控制器可與 化學氣相沉積室、化學氣相沉積源、加熱器、溫度傳感器、石墨烯納米穿孔裝置、聚合物膜操 縱器、選擇性膜沉積裝置和多孔支撐源可操作地耦接。在一些示例中，控制器可由機器可執(zhí) 行指令來配置。還可以包括控制化學氣相沉積源、溫度傳感器和加熱器以利于在化學氣相 沉積室將石墨烯沉積在無孔生長襯底上的指令。還可以包括控制石墨烯納米穿孔裝置以利 于對無孔生長襯底上的石墨烯穿孔以形成納米多孔石墨烯層的指令。另外可以包括控制選 擇性膜沉積裝置以利于將第一選擇性膜沉積到納米多孔石墨烯層的第一表面上的指令。可 以包括控制聚合物膜操縱器以利于將納米多孔石墨烯層連同第一選擇性膜一起從無孔支 撐襯底移除的指令。還可以包括控制多孔支撐源以利于提供多孔支撐襯底的指令。可以進 一步包括控制聚合物膜操縱器以使納米多孔石墨烯層的第二表面與多孔支撐襯底的表面 相接觸以利于形成復合膜的指令。 在各個示例中，描述了其中存儲有用于制造復合石墨烯膜的指令的計算機可讀存 儲介質。可以包括控制樣本操縱器以利于將無孔支撐襯底定位在化學氣相沉積室中的指 令。在多個示例中，納米多孔石墨烯層的第一表面可以接觸無孔支撐襯底。還可以包括控 制選擇性膜沉積裝置以利于將第一選擇性膜沉積在納米多孔石墨烯層的第二表面上的指 令。可以進一步包括控制聚合物膜操縱器和樣本操縱器以利于將納米多孔石墨烯層連同第 一選擇性膜一起從無孔支撐襯底移除的指令。還可以包括控制聚合物膜操縱器和樣本操縱 器以利于使納米多孔石墨烯層的第二表面與多孔支撐襯底接觸以形成復合膜的指令。【附圖說明】 通過下面結合附圖給出的詳細說明和隨附的權利要求，本公開的前述特征以及其 它特征將變得更加清晰。應理解的是，這些附圖僅描繪了依照本公開的多個實施例，因此， 不應視為對本專利技術范圍的限制，將通過利用附圖結合附加的具體描述和細節(jié)對本公開進行 說明，在附圖中： 圖1是表征示例的復合膜的概念側視圖； 圖2是表征構造所描述的復合膜的技術的示例的概念工藝圖； 圖3是表征可在形成所描述的復合膜的各種示例方法中使用的示例的操作的流 程圖； 圖4是表征可用于實施形成所描述的復合膜的示例方法的自動化機器的框圖； 圖5是表征可用于控制圖4的自動化機器或者實施形成所描述的復合膜的示例方 法的類似裝備的通用計算設備的示意圖；以及 圖6是表征可用于控制圖4的自動化機器或者實施形成所描述的復合膜的示例方 法的類似裝備的示例的計算機程序產品的框圖； 所有這些圖都是依照本文中描述的至少一些實施例來布置的。【具體實施方式】 在下面的詳細說明中，將參考附圖，附圖構成了詳細說明的一部分。在附圖中，除 非上下文指出，否則相似的符號通常表示相似的部件。在詳細說明、附圖和權利要求中所描 述的示例性實施例不意在限制。在不偏離本文呈現(xiàn)的主題的精神或范圍的情況下，可以使 用其它實施例，并且可以做出其它改變。將易于理解的是，如本文大致描述且如圖中所圖示 的，本公開的各方面能夠以各種不同配置來布置、替代、組合、分離和設計，所有這些都在本 文中明確地構思出。 簡要描述，復合膜可以包括夾在第一選擇性膜與多孔支撐襯底之間的納米多孔石 墨烯層。復合膜可通過將選擇性膜沉積在納米多孔石墨烯層的一面上來形成，而納米多孔 石墨烯層的另一面可以被支撐在無孔支撐襯底上。納米多孔石墨烯層可連同選擇性膜一起 從無孔支撐襯底移除且與多孔支撐襯底相接觸以形成復合膜。通過將選擇性膜沉積在平坦 的表面上，將納米多孔石墨烯沉積在無孔支撐襯底上，可以生產出厚度小至0.1 ym或更小 的缺陷形成減少的選擇性膜。與較厚的選擇性膜相比，所描述的復合膜可以具有增強的磁 導，結構強度大于單獨的較薄的選擇性膜。 圖1是依照本文所描述的至少一些實施例布置的表征示例的復合膜的概念側視 圖。例如，復合膜100可以包括納米多孔石墨烯層102,其具有第一面和第二面。復合膜100 還可以包括配置為與納米多孔石墨烯層102的第一面相接觸的第一選擇性膜104。復合膜 還可以包括配置為與納米多孔石墨烯層的第二面相接觸的多孔支撐襯底106。在多個示例 中，復合膜100可任選地配置為包括第二選擇性膜108,該第二選擇性膜配置為與第一選擇 性膜104相接觸，與納米多孔石墨烯層102相對。 圖2是依照本文所描述的至少一些實施例布置的表征構造所描述的復合膜的示 例技術的概念工藝圖。例如，工藝200可以包括201在無孔生長襯底202上生長單層或多層 石墨烯204以及203對石墨烯204穿孔以形成納米多孔石墨烯層102。技術200可以任選 地包括，例如在無孔生長襯底202與后續(xù)操作化學上不相容的情況下，205將納米多孔石墨 烯層102轉移到無孔支撐襯底206。技術200可以包括207在無孔生長襯底202或無孔支 撐襯底206上將第一選擇性膜104沉積在本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種復合膜，包括：納米多孔石墨烯層，其具有第一面和第二面；第一選擇性膜，其配置為與所述納米多孔石墨烯層的所述第一面相接觸；以及多孔支撐襯底，其配置為與所述納米多孔石墨烯層的所述第二面相接觸。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：S·A·米勒，G·L·杜克森，
申請(專利權)人：英派爾科技開發(fā)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US