[发明专利]用于水-和气体分离的含碳膜

权利要求书

1.制造膜装置的方法，

其中在具有孔径 50nm的孔的大孔陶瓷载体层（1）上施加至少一个具有平均孔径为2nm至50nm的孔的介孔中间层（2），

并在该介孔中间层上施加具有平均孔径0.5nm的孔的一个微孔覆盖层（3），

其特征在于，

包含5-1000个氧化石墨烯层片的微孔覆盖层（3）借助于胶态分散体借助于浸涂来施加，且随后在至200℃的温度下干燥。

2.根据前述权利要求1所述的方法，其中使用包含粒度在10nm-5μm的氧化石墨烯颗粒的胶态分散体。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中使用固体含量为每升胶态分散体具有20mg-2g的氧化石墨烯颗粒的稀释的胶态分散体。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中在大孔陶瓷载体层上施加至少一个包含钇稳定的二氧化锆的介孔中间层。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中在干燥步骤之后，在200至1000℃的温度下进行热处理。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中制备包含至少部分石墨烯的微孔覆盖层。

7.根据权利要求5所述的方法，其中微孔覆盖层的热处理在还原气氛下或在惰性气体下或在真空下进行，并且其中将覆盖层的氧化石墨烯至少部分地还原成石墨烯。

8.根据权利要求5所述的方法，其中在干燥步骤之后或在热处理之后，在最高200℃的温度下进行覆盖层的化学还原，其中将覆盖层的氧化石墨烯至少部分地还原成石墨烯。

9.多层膜装置，其可根据权利要求1至8中任一项所述方法 来制备，其包括

- 至少一个大孔陶瓷载体层（1），其具有孔径 50nm的孔，

- 至少一个布置在其上的介孔中间层（2），其具有平均孔径为2nm至50nm的孔，

- 和至少一个布置在介孔中间层（2）上的微孔覆盖层（3），其具有平均孔径0.5nm的孔，

其特征在于，

- 所述微孔覆盖层（3）具有氧化石墨烯、部分还原的氧化石墨烯或石墨烯，并且

- 所述微孔覆盖层（3）能够实现热活化气体输送并具有分子筛性质。

10.根据权利要求9所述的膜装置，其具有至少两个介孔中间层，其中朝着所述覆盖层的方向，粒度、粗糙度和孔径大小均减小。

11.根据权利要求9或10所述的膜装置，其具有至少两个介孔中间层，其中第一介孔中间层与大孔载体层接触，和第二介孔中间层与微孔覆盖层接触，并且其中至少一个中间层具有平均孔径小于5nm的孔。

12.根据前述权利要求11所述的膜装置，其具有包含α-Al₂O₃，TiO₂，ZrO₂，YSZ，SiO₂，CeO₂，MgO，Y₂O₃，Gd₂O₃，莫来石，堇青石，沸石，BaTiO₃，金属组分，碳，SiC，Si₃N₄，SiOC，SiCN，AlN或上述材料的混合物的大孔载体层。

13.根据权利要求9或10所述的膜装置，其具有至少一个陶瓷介孔中间层。