一种氧化石墨烯错流透析装置

本技术属于氧化石墨烯制备，尤其是涉及一种氧化石墨烯错流透析装置。

背景技术：

1、氧化石墨烯(graphene oxide)是石墨烯的氧化物，一般用go表示，经过氧化处理后，氧化石墨仍保持石墨的层状结构，但在每一层的石墨烯单片上引入了许多含氧官能团，这些含氧官能团的引入使得单一的石墨烯结构变得非常复杂。使得氧化石墨烯显示出自身优异的物理、化学、光学、电学性质，拓宽了其应用范围。

2、现有制备氧化石墨烯的方法有：brodie法，staudenmaier法和hummers法。其中hummers法的制备过程的时效性相对较好而且制备过程中也比较安全，是最常用的一种。但hummers法制备过程中会引入硫酸根离子、高锰酸根离子、钾离子等杂质离子，这就需要对hummers法制备的氧化石墨烯分散液进行透析纯化处理。

3、现有的纯化方法主要是静态透析，将氧化石墨烯分散液放置于透析袋内，再将透析袋整体放置于去离子水中。杂质离子在透析袋内外的浓度不同，会从内部渗透进去离子水中，而较高分子量的氧化石墨烯分子就被截留在透析袋内部，完成透析纯化。由于相关技术中的静态透析过程中传质受限，物质通过固体之间的小孔或毛细孔进行传递，分子在小孔内迁移需要克服许多阻力，导致扩散速率降低，从而出现扩散透析效率变慢的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术问题之一。

2、为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

3、一种氧化石墨烯错流透析装置，包括纯水循环系统、原液循环系统、监测装置及错流透析机构；

4、所述纯水循环系统包括纯水储存箱、纯水管道及第一蠕动泵，所述第一蠕动泵的输入端与纯水储存箱的第一出水口连接，所述第一蠕动泵的输出端与所述错流透析机构连接，错流透析机构的第二出水口通过所述纯水管道与所述纯水储存箱连接；

5、所述原液循环系统包括原液储存箱及第二蠕动泵所述，原液储存箱的第一原液出口与所述错流透析机构连接，错流透析机构的第二原液出口与所述第二蠕动泵的输入端连接，所述第二蠕动泵的输出端与所述原液储存箱连接；

6、所述监测装置用于监测纯水及原液的电导率。

7、进一步的，所述错流透析机构包括错流透析箱、纯水透析管路及原液透析管路，所述纯水透析管路及原液透析管路均设置在所述错流透析箱内，所述纯水透析管路与所述第一蠕动泵的输入端连接，所述纯水透析管路另一端通过所述第二出水口与所述纯水储存箱连接，所述原液透析管路一端通过原液管道与所述第一原液出口连接，所述原液透析管路另一端与所述第二蠕动泵的输入端连接。

8、进一步的，所述原液管道与所述原液透析管路通过快拆结构连接，所述快拆结构包括外部接头、快拆接头及箱体内部接头，所述外部接头与所述原液管道连接，所述内部接头与所述原液透析管路连接，所述快拆接头一端通过螺纹结构与所述外部接头连接，所述快拆接头另一端通过卡扣结构与所述箱体内部接头连接，所述箱体内部接头通过卡箍结构与所述原液透析管路连接。

9、进一步的，所述监测装置包括控制器、第一电导率传感器及第二电导率传感器，第一电导率传感器及第二电导率传感器均与所述控制器连接，第一电导率传感器设置在纯水储存箱，第二电导率传感器设置在原液储存箱。

10、进一步的，所述纯水循环系统还包括第一流量控制阀及第一过滤装置，所述第一蠕动泵的输入端通过所述第一流量控制阀与纯水储存箱的第一出水口连接，所述第一蠕动泵的输出端通过所述第一过滤装置与所述错流透析机构连接。

11、进一步的，所述原液循环系统还包括第二流量控制阀及第二过滤装置，错流透析机构的第二原液出口通过所述第二过滤装置与所述第二蠕动泵的输入端连接，所述第二蠕动泵的输出端通过所述第二流量控制阀与所述原液储存箱连接。

12、进一步的，所述纯水透析管路包括多个透析袋及多个弯管，多个所述透析袋排列设置在所述错流透析箱内部，相邻的两个透析袋一端端部通过一个弯管连接，所述弯管设置在所述错流透析箱外部，多个所述透析袋及多个弯管组合形成s形管路，所述纯水透析管路与原液透析管路结构相同。

13、相对于现有技术，本实用新型所述的一种氧化石墨烯错流透析装置具有以下优势：

14、本实用新型所述的一种氧化石墨烯错流透析装置，通过纯水循环系统和原液循环系统，实现对纯水和原液的持续监测和控制，确保输出液体的高纯度。采用快拆结构的原液管道，使装置组件之间的连接更加简便和快速，提高了操作的便捷性。监测装置中的电导率传感器能够准确监测纯水和原液的电导率，帮助实时监测系统状态并作出调整。通过流量控制阀和过滤装置在纯水循环系统和原液循环系统中的应用，确保液体流动的平稳性和可控性，提高了透析效果。错流透析箱内部设置了多个透析袋和弯管，形成s形管路，这种排列方式有效地增加了接触面积，提高了透析效果。

技术特征：

1.一种氧化石墨烯错流透析装置，其特征在于：包括纯水循环系统、原液循环系统、监测装置及错流透析机构；

2.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯错流透析装置，其特征在于：所述错流透析机构包括错流透析箱(2)、纯水透析管路及原液透析管路，所述纯水透析管路及原液透析管路均设置在所述错流透析箱(2)内，所述纯水透析管路与所述第一蠕动泵(6)的输入端连接，所述纯水透析管路另一端通过所述第二出水口(21)与所述纯水储存箱(1)连接，所述原液透析管路一端通过原液管道(27)与所述第一原液出口(31)连接，所述原液透析管路另一端与所述第二蠕动泵(5)的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的一种氧化石墨烯错流透析装置，其特征在于：所述原液管道(27)与所述原液透析管路通过快拆结构连接，所述快拆结构包括外部接头(271)、快拆接头(26)及箱体内部接头(264)，所述外部接头(271)与所述原液管道(27)连接，所述内部接头与所述原液透析管路连接，所述快拆接头(26)一端通过螺纹结构与所述外部接头(271)连接，所述快拆接头(26)另一端通过卡扣结构与所述箱体内部接头(264)连接，所述箱体内部接头(264)通过卡箍结构与所述原液透析管路连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种氧化石墨烯错流透析装置，其特征在于：所述监测装置包括控制器(4)、第一电导率传感器(14)及第二电导率传感器(33)，第一电导率传感器(14)及第二电导率传感器(33)均与所述控制器(4)连接，第一电导率传感器(14)设置在纯水储存箱(1)，第二电导率传感器(33)设置在原液储存箱(3)。

5.根据权利要求4所述的一种氧化石墨烯错流透析装置，其特征在于：所述纯水循环系统还包括第一流量控制阀(61)及第一过滤装置(62)，所述第一蠕动泵(6)的输入端通过所述第一流量控制阀(61)与纯水储存箱(1)的第一出水口(13)连接，所述第一蠕动泵(6)的输出端通过所述第一过滤装置(62)与所述错流透析机构连接。

6.根据权利要求4所述的一种氧化石墨烯错流透析装置，其特征在于：所述原液循环系统还包括第二流量控制阀(51)及第二过滤装置(52)，错流透析机构的第二原液出口(24)通过所述第二过滤装置(52)与所述第二蠕动泵(5)的输入端连接，所述第二蠕动泵(5)的输出端通过所述第二流量控制阀(51)与所述原液储存箱(3)连接。

7.根据权利要求2所述的一种氧化石墨烯错流透析装置，其特征在于：所述纯水透析管路包括多个透析袋(22)及多个弯管，多个所述透析袋(22)排列设置在所述错流透析箱(2)内部，相邻的两个透析袋(22)一端端部通过一个弯管连接，所述弯管设置在所述错流透析箱(2)外部，多个所述透析袋(22)及多个弯管组合形成s形管路，所述纯水透析管路与原液透析管路结构相同。

技术总结
本技术提供了一种氧化石墨烯错流透析装置，包括纯水循环系统、原液循环系统、监测装置及错流透析机构；纯水循环系统包括纯水储存箱、纯水管道及第一蠕动泵，第一蠕动泵的输入端与纯水储存箱的第一出水口连接，第一蠕动泵的输出端与错流透析机构连接，错流透析机构的第二出水口通过纯水管道与纯水储存箱连接。本技术所述的一种氧化石墨烯错流透析装置，解决了由于相关技术中的静态透析过程中传质受限，物质通过固体之间的小孔或毛细孔进行传递，分子在小孔内迁移需要克服许多阻力，导致扩散速率降低，从而出现扩散透析效率变慢的问题。

技术研发人员：赵伟,李英儒,刘楷楷,王煜祺,卓晴,李明普,李媛媛,董航宇,谭林立,龙琼,李时东
受保护的技术使用者：湖北民族大学
技术研发日：20240412
技术公布日：2024/12/10