溶劑純化用石墨烯薄膜及其製造方法、溶劑純化系統與流程

2023-10-23 19:46:47

本發明涉及一種溶劑純化用石墨烯薄膜及其製造方法、利用該溶劑純化用石墨烯薄膜的溶劑純化系統，涉及一種通過親油性的表面特性和微細的孔，能夠實現根據極性的親水-親油成分分離以及尺寸排阻分離，因此能夠在精細化工領域中使用的溶劑純化用石墨烯薄膜及其製造方法、利用該溶劑純化用石墨烯薄膜的溶劑純化系統。

背景技術：

用於純化溶劑或者「去除水分」的傳統方法是加熱蒸餾(thermaldistillation)。溶劑的揮發性高，因此加熱蒸餾存在嚴重的火災以及爆炸風險。此外，溶劑水分的去除是非常低效率的方法。典型地，蒸餾需要搭配使用合適的乾燥劑。典型的乾燥劑可以是li、na、k、cah2以及lialh4等。這些乾燥劑的反應性高，因此非常危險。多年來，溶劑的加熱蒸餾所伴隨的火災以及爆炸事故發生較多。化學家們確定，加熱蒸餾是他們所實施的最危險的日常內容之一。進而，蒸餾裝置的維護以及乾燥劑的驟冷是非常費功夫的作業。

還有另一種純化方法利用所謂「grubbs裝置」，其對溶劑進行乾燥時不使用熱或水反應性乾燥劑，並且使用大型溶劑儲存池以及氧化鋁/催化劑柱，以便將氧氣去除至所需程度的純度。grubbs裝置佔據大量的實驗公式以及研究空間。所述系統使用收納15～20升溶劑的大型儲存筒以及典型的高度超過30英寸、直徑大於3英寸的純化柱或缸。使用多個柱，並且其相互串聯。各柱收納活性化過濾介質，該活性化過濾介質在溶劑通過柱時從溶劑中去除汙染物。溶劑僅通過一次柱而被過濾。當溶劑到達最後一柱時，溶劑被充分過濾。

典型地，在通風櫃(fumehood)下將溶劑裝滿筒儲存池，以便排出所有危險的溶劑蒸汽(fume)。溶劑可以提供至4升的容器。因此，裝滿筒需要使用多個容器。此外，例如，溶劑可以提供至諸如10升或20升容器的大型容器。這樣的容器一般重量較大。此外，有可能難以或無法在處於通風櫃下的狀態將這樣的容器的內裝物注入到筒儲存池內。

另外，在精細化工(finechemical)等涉及純淨物質的化學產業中，溶劑的純度是主要事項。代表性地，在進行有機合成時，為了純化溶劑，經過數次的蒸餾(distillation)或者利用分子篩(molecularsieve)去除水分。蒸餾時利用沸點差實現獲得純淨溶劑的目的，同時去除粒子狀的雜質和水分，但是使用便利性低，並且難以根據需要立即得到新鮮的蒸餾的溶劑。將分子篩包含在溶劑中，或者通過分子篩柱(molecularsievecolumn)以便純化溶劑，從而在有限的範圍內實現去除水分的目的，一般可做到50ppm程度的水分去除。

包含在溶劑中的雜質中，水分在用於鋰二次電池的電解液(electrolyte)的主要溶劑即碳酸鹽系列中尤為重要。對於吸溼性大的碳酸鹽系列溶劑來說，一般在通過分子篩進行純化之前含有200ppm以上的水分，純化之後也含有50ppm程度的水分，因而在製作鋰二次電池並工作時，通過充放電過程引起電池膨脹或者負極或正極物質發生變形。由此，減少電池的容量以及壽命，這種現象受水分含有率的指數函數式的影響，這樣的精細化工中的溶劑純化以及水分去除雖然是重要的領域，但是也在使用傳統的純化系統。

最近，為了開發實現高性能放熱以及電磁波屏蔽等的材料，作為候選物質，石墨烯備受關注。石墨烯具有優秀的物理、化學、機械特性，因此報導有比以往使用的石墨或陶瓷等材料更加優秀的特性。

所述石墨烯薄膜可以通過各種方法製造。石墨烯薄膜的製造方法可以代表性地分為幹法和溼法。幹法通過在銅或鎳箔上進行氣相沉積，氣相沉積單層乃至多層的石墨烯，通過這種過程形成，如此形成在金屬箔上的石墨烯層通過pmma等支撐體轉印到塑料薄膜基板等上，並通過蝕刻過程去除背面的金屬箔，由此形成。關於如上所述的化學氣相沉積(chemicalvapordeposition)，在真空下形成石墨烯，製造工藝複雜，並且為了石墨烯薄膜的透明化，必然伴隨背面的金屬箔的蝕刻過程，因此存在環境問題。

一般的溼法製造還原石墨烯(reducedgrapheneoxide)後分散到溶劑中，並在對象基材上進行塗層，從而製造石墨烯薄膜，或者為了得到比其更加均勻的塗層物，將氧化石墨烯(grapheneoxide)塗布於薄膜上並進行乾燥，然後暴露於聯氨(hydrazine)、碘酸(ih)等還原劑氣體中，以使塗布於薄膜上的氧化石墨烯還原，從而製造石墨烯薄膜。在這種情況下，通過乾燥疊起石墨烯薄片，因此難以表現出石墨烯所具有的優秀的本質物理性質。

[在先技術文獻]

[專利文獻]

(專利文獻1)韓國公開專利第2007-0114738號(公開日：2007.12.04.)

(專利文獻2)韓國授權專利第1278072號(授權日：2013.06.18.)

(專利文獻3)韓國授權專利第1294223號(授權日：2013.08.01)

(專利文獻4)韓國公開專利第2012-0049679號(公開日：2012.05.17)

(專利文獻5)韓國公開專利第2013-0029854號(公開日：2013.03.26.)

(專利文獻6)韓國公開專利第2014-0105668號(公開日：2014.09.02.)

技術實現要素：

所要解決的技術問題

本發明的目的在於提供一種溶劑純化用石墨烯薄膜及其製造方法，所述溶劑純化用石墨烯薄膜因其親油性的表面特性和微細的孔，能夠實現根據極性的親水-親油成分分離以及尺寸排阻分離，因此能夠在精細化工領域中使用。

本發明的另一目的在於，提供一種能夠利用溶劑純化用石墨烯薄膜能夠以超高純度對溶劑進行純化的溶劑純化系統，所述溶劑純化用石墨烯薄膜通過其親油性的表面特性和微細的孔，能夠實現根據極性的親水-親油成分分離以及尺寸排阻分離，因此能夠在精細化工領域中使用。

解決技術問題的方案

本發明涉及的溶劑純化用石墨烯薄膜，由多個石墨烯(graphene)板狀薄片(flakes)層疊而成，所述層疊的多個成對石墨烯板狀薄片中的至少一對石墨烯板狀薄片包含連接層與層之間的物理鍵或者化學鍵，薄膜的厚度為1nm至10μm，所述層疊的多個成對石墨烯板狀薄片之間的間隔(d-spacing)為至薄膜的碳/氧重量比(c/oratio，單位：碳的重量％/氧的重量％)為3至99.9。

連接層與層之間的化學鍵是基於氧的鍵(-c-o-c-)或是π-π鍵。

本發明涉及的溶劑純化用石墨烯薄膜的製造方法包括：分散液形成步驟，將氧化石墨烯分散到蒸餾水中，從而形成氧化石墨烯分散液；分散液約束步驟，將氧化石墨烯分散液約束在一對基板之間；水熱反應以及熱還原步驟，向基板之間的氧化石墨烯分散液施加熱和壓力，以進行水熱反應，從而使氧化石墨烯熱還原並使石墨烯與石墨烯相互粘接。

優選，基於氧化石墨烯的分散液的濃度為0.1mg/ml至200mg/ml。

優選，基板使用表面均勻度在±0.1μm以下的玻璃基板。

在水熱反應以及熱還原步驟中，將約束氧化石墨烯分散液的基板放入密閉壓力容器中，再施加熱和壓力。

優選，水熱反應以及熱還原步驟的溫度為140℃至200℃。

水熱反應以及熱還原步驟的時間可以是1至24小時。

本發明涉及的利用溶劑純化用石墨烯薄膜的溶劑純化系統包括：過濾器外殼，內置有石墨烯薄膜；以及壓力生成器，其生成用於使溶劑通過石墨烯薄膜以進行純化所需的壓力，其中，過濾器外殼上形成有：流入口，使純化前的溶劑流入；流出口，使純化後的溶劑流出；去除口，用於去除溶劑純化過程中殘留的水分或者親水成分。

去除口連通至過濾器外殼中溶劑通過石墨烯薄膜之前的空間。流入口可以與純化前的溶劑流動的管路連通，或者與用於儲存純化前的溶劑的溶劑儲存罐連通。流出口可以與純化後的溶劑流動的管路連通，或者與用於儲存純化後的溶劑的純化溶劑儲存罐連通。

壓力生成器可以是設置在所述流入口處並用於生成正壓的泵。優選，對溶劑施加的正壓為1.5至3000大氣壓。壓力生成器也可以是設置在流出口處並用於生成負壓的真空泵。

有益效果

根據本發明涉及的溶劑純化用石墨烯薄膜及其製造方法，通過親油性的表面特性和微細的孔，能夠實現根據極性的親水-親油成分分離以及尺寸排阻分離，因此能夠在精細化工領域中使用。此外，通過利用溶劑純化用石墨烯薄膜的溶劑純化系統，能夠純化超高純度的溶劑。

根據本發明，高效地分離烴類或極性及非極性有機溶劑，其中，特別是能夠分離碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、甲苯、二甲苯、苯、己烷、癸烷、二甲基甲醯胺、豆油、原油以及性狀與此類似的有機溶劑。

附圖說明

圖1是示出本發明實施例涉及的溶劑純化用石墨烯薄膜的製造方法的工藝概略圖。

圖2是按照圖1的製造方法製造的溶劑純化用石墨烯薄膜的剖面的模擬圖。

圖3是示出本發明實施例涉及的利用溶劑純化用石墨烯薄膜的溶劑純化系統的結構圖。

圖4是示出圖3中的石墨烯薄膜以及過濾器外殼的詳細剖視圖。

具體實施方式

本發明可以施加各種變更，可以具有各種實施例，下面例示出特定實施例，並在此進行詳細說明。但是應理解為，這並非旨在將本發明限定於特定的實施方式，而是包含本發明的思想以及技術範圍內的所有變更、等同物乃至替代物。

在本發明中所使用的術語只是用來說明特定的實施例，並非旨在限定本發明。除非文章中明確指出其它情況，否則單數的表述包括複數的表述。應理解為，在本申請中「包括」或者「具有」等術語表示存在說明書中所記載的特徵、數字、步驟、動作、構成要素、構件或者其組合，並不排除存在或增加一個以上的其它特徵或數字、步驟、動作、構成要素、構件或者其組合的可能性。

本發明的實施例涉及的溶劑純化用石墨烯薄膜經過分散液形成步驟、分散液約束步驟、水熱反應以及熱還原步驟製造而成。分散液形成步驟是將氧化石墨烯分散到蒸餾水中，從而形成分散液的步驟。分散液約束步驟是將氧化石墨烯分散液約束在一對基板之間的步驟。水熱反應以及熱還原步驟是向基板之間的氧化石墨烯分散液施加熱和壓力，以便進行水熱反應，從而使氧化石墨烯熱還原的同時使石墨烯與石墨烯相互粘接的步驟。

圖1是示出本發明實施例涉及的溶劑純化用石墨烯薄膜的製造方法的工藝概略圖。參照圖1，首先將氧化石墨烯分散到蒸餾水中，從而形成氧化石墨烯分散液20，然後將氧化石墨烯分散液20滴落到下部基板10上，用上部基板30覆蓋滴落了氧化石墨烯分散液20的下部基板10的上側並進行安裝，然後對約束在下部基板10與上部基板30之間的氧化石墨烯分散液20施加熱和壓力，以便進行水熱反應以及熱還原，由此可以製造石墨烯薄膜40。

下部基板10或者上部基板30優選可以使用硼矽酸鹽玻璃、鹼石灰玻璃、矽晶片、碳化矽晶片、藍寶石晶片等材料的平坦的玻璃基板，但是本發明並非限定於此。下部基板10以及上部基板30優選使用表面均勻度在±0.1μm以下的玻璃基板。

將氧化石墨烯板狀薄片分散到蒸餾水等分散介質中，從而製備氧化石墨烯分散液20。可以對粉末狀態的石墨薄片(graphiteflake)進行酸處理，從而製造所述氧化石墨烯板狀薄片。所述酸處理可以採用施陶登邁爾法(l.staudenmaier,ber.dtsch.chem.ges.,31,1481-1499,1898)、hummers法(w.hummers及另外一人,j.am.chem.soc.,80,1339,1958)、布羅迪法(b.c.brodie,ann.chim.phys.,59,466-472,1860)等方法進行製造，或者採用化學氧化剝離法(modifiedhummer`smethod,chem.mater.1999.11.771)進行製造。作為一例，用於進行所述酸處理的酸可以是h2so4、kmno4、hcl或者hno3等，當同時使用h2so4和kmno4時能夠得到非常優秀的氧化能力。

通過所述酸處理進行製造的氧化石墨烯板狀薄片包含羧基、羰基、環氧基、羥基等親水基，因此對於蒸餾水等分散介質的分散性良好。

分散介質可以採用選自水、蒸餾水(超純水)、氫氧化鈉(naoh)、氫氧化鉀(koh)、氫氧化銨(nh4oh)、氫氧化鋰(lioh)、氫氧化鈣(ca(oh)2)水溶液、丙酮、甲乙酮、甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、乙二醇、聚乙二醇、四氫呋喃、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、n-甲基-2-吡咯烷酮、己烷、環己酮、甲苯、三氯甲烷、二氯苯、二甲苯、三甲苯、吡啶、甲基萘、硝基甲烷、丙烯腈、十八胺、苯胺、二甲亞碸以及他們的混合物中的一種。本發明中優選採用蒸餾水。

分散於蒸餾水中的氧化石墨烯分散液20的濃度優選為0.1至200mg/ml。當氧化石墨烯分散液的濃度低於0.1mg/ml時，氧化石墨烯板狀薄片的含量低，有可能難以形成用於純化溶劑的石墨烯薄膜，而當氧化石墨烯分散液的濃度超過200mg/ml時，氧化石墨烯板狀薄片的凝聚現象有可能嚴重，對於用於純化溶劑的石墨烯薄膜來說並不合適。

在下部基板10上滴落1至50ml的氧化石墨烯分散液20，然後覆蓋上部基板30，則氧化石墨烯分散液20會展開至下部基板10與上部基板30的面積並被約束。除了將氧化石墨烯分散液20滴落到下部基板上的方法之外，也可以採用塗層的方法。塗層的方法可以採用旋塗、噴塗、棒塗、輥塗、浸漬塗布、網版印刷等。

氧化石墨烯分散液20在被約束在下部基板10與上部基板30之間的狀態下，在密閉壓力容器內施加熱和壓力，隨之進行水熱反應以及熱還原步驟，則會使蒸餾水蒸發並從下部基板10與上部基板30之間擠出來，使得氧化石墨烯板狀薄片沿著蒸餾水擠出來的方向排列並且緊密地層疊，石墨烯與石墨烯相互粘接，從而形成溶劑純化用石墨烯薄膜40。

水熱反應以及熱還原反應的溫度為140℃至200℃。當水熱反應以及熱還原步驟的溫度低於140℃時，有可能無法充分地形成飽和水蒸汽壓，使得在溶劑純化用石墨烯薄膜的製作方面出現問題，而當超過200℃時，有可能發生容器的爆炸以及再現性問題。

此外，水熱反應以及熱還原步驟的壓力為5至15bar。當水熱反應以及熱還原步驟的壓力低於5bar時，飽和水蒸汽壓有可能不足，使得在溶劑純化用石墨烯薄膜的製作條件方面出現問題，而當超過15bar時，有可能發生容器的爆炸以及再現性問題。

此外，水熱反應以及熱還原步驟的時間為1至24小時，當水熱反應以及熱還原步驟的時間短於1小時時，有可能出現溶劑純化用石墨烯薄膜的製作時間不足的問題，而當水熱反應以及熱還原步驟的時間超過24小時時，溶劑純化用石墨烯薄膜的製作時間過長，效率低。

圖2是按照所述製造方法製造的溶劑純化用石墨烯薄膜的剖面的模擬圖。參照圖2，溶劑純化用石墨烯薄膜40由多個石墨烯(graphene)板狀薄片(flakes)41上下層疊而成，所述上下層疊的多個成對石墨烯板狀薄片41中的至少一對石墨烯板狀薄片41包含連接層與層之間的化學鍵42，溶劑純化用石墨烯薄膜40的厚度為1nm至10μm，所述上下層疊的多個成對石墨烯板狀薄片之間的間隔(d-spacing)為至石墨烯薄膜40的碳/氧重量比(c/oratio，單位：碳的重量％/氧的重量％)為3至99.9。

在所述製造方法的水熱反應以及熱還原步驟中，隨著使多個氧化石墨烯板狀薄片分散的蒸餾水沿著石墨烯薄膜40的側面方向擠出來，多個氧化石墨烯板狀薄片沿著蒸餾水擠出來的方向排列並且層疊。

此外，在水熱反應以及熱還原步驟中，隨著氧化石墨烯板狀薄片的水熱反應以及熱還原同時進行，上下層疊的多個成對石墨烯板狀薄片41中的至少一對石墨烯板狀薄片41包含連接層與層之間的化學鍵42。連接層與層之間的化學鍵42形成在上下層疊的一對石墨烯板狀薄片41的表面與表面之間。即，石墨烯板狀薄片41的化學鍵也可以形成在石墨烯板狀薄片41的側表面與側表面之間，也可以形成在側表面與表面之間，但是石墨烯薄膜40的特徵在於，石墨烯板狀薄片41的化學鍵形成在表面與表面之間。

此時，連接層與層之間的所述化學鍵42可以是生成在石墨烯板狀薄片41所包含的親水基之間的基於氧的鍵(-c-o-c-)42a，也可以是生成在苯與苯之間的π-π鍵42b。通過所述基於氧的鍵42a，石墨烯薄膜40具有優秀的機械特性，通過所述π-π鍵42b，石墨烯薄膜40具有優秀的電學特性。

即，本發明涉及的石墨烯薄膜40通過水熱反應以及熱還原製造而成，隨之其特徵在於：具有石墨烯板狀薄片41整整齊齊層疊的結構，同時具有層與層之間的化學鍵42，所述化學鍵42無法在以往的具有氧化石墨烯板狀薄片整整齊齊層疊的結構的石墨烯薄膜中看到。

此外，通過水熱反應以及熱還原，氧化石墨烯板狀薄片的水熱反應和熱還原同時進行，隨之，所製造的石墨烯薄膜40的碳/氧重量比(c/oratio，單位：碳的重量％/氧的重量％)為3至99.9。石墨烯薄膜40具有較高的碳/氧重量比，隨之苯與苯之間的π-π鍵較多，因此導電性得以提高。

如上所述，通過水熱反應以及熱還原，多個氧化石墨烯板狀薄片沿著蒸餾水擠出來的方向排列並且層疊，隨之，上下層疊的一對石墨烯板狀薄片41所形成的銳角為80至90度的石墨烯板狀薄片41的含量在石墨烯薄膜40整體中可以少於10摩爾％，優選，上下層疊的一對石墨烯板狀薄片41所形成的銳角超過45度的石墨烯板狀薄片41的含量在石墨烯薄膜40整體中少於10摩爾％。

隨之，石墨烯薄膜40中石墨烯板狀薄片41更加緊密地層疊，從而能夠進一步提升機械物理性質以及電學物理性質。

即，隨著石墨烯板狀薄片41更加緊密地層疊，上下層疊的多個成對石墨烯板狀薄片41之間的平均距離(d-spacing)為至

另一方面，本發明的溶劑純化用石墨烯薄膜40的製造方法可以進一步包括，在水熱反應以及熱還原之後，對石墨烯薄膜40額外進行還原的步驟。

額外進行還原的步驟可以在選自氫氣、氬氣以及它們的混合物中的某一種的氣氛下進行。當額外進行還原的步驟在所述氣氛下進行時，能夠防止高溫導致的氧化，因而優選。

經過額外進行還原的步驟的石墨烯薄膜40具有較高的碳/氧重量比，同時由於不像以往那樣利用還原劑進行還原，對於石墨烯薄膜整體來說，還原劑的含量可以少於5重量％，優選為0.001至1重量％。當還原劑的含量在5重量％以上時，還原劑有可能發揮雜質的作用。

還原劑可以是氫氧化鈉(naoh)、氫氧化鉀(koh)、對苯二酚、氫氧化銨(nh4oh)、硼氫化鈉(nabh4)、聯氨(n2h4)、碘化氫(hi)、維生素c(vitaminc)等。

按照所述石墨烯薄膜的製造方法製造的石墨烯薄膜40可以是沒有支撐基材(substrate)的獨立結構的石墨烯薄膜(free-standinggraphenemembranefilm)。

另一方面，按照本發明的石墨烯薄膜的製造方法製造的石墨烯薄膜40中，層疊的多個成對石墨烯板狀薄片中的至少一對石墨烯板狀薄片可以形成連接層與層之間的物理鍵，並且可以形成範德瓦爾斯鍵或者共價鍵等各種形式的化學鍵。

[製造例]溶劑純化用石墨烯薄膜的製造

通過化學氧化剝離法(modifiedhummer`smethod,chem.mater.1999.11.771)製造了氧化石墨烯板狀薄片。所製造的氧化石墨烯板狀薄片的大小為0.1至10μm。

將所製造的氧化石墨烯板狀薄片分散到蒸餾水中，使其具有5mg/ml的濃度，從而製備了氧化石墨烯分散液。

通過滴落塗層方法，向鹼石灰材料的、長1cm、寬1cm大小的下部基板滴落了1ml的所製備的氧化石墨烯分散液。

鹼石灰材質的、長1cm、寬1cm大小的上部基板覆蓋到滴落塗覆所述氧化石墨烯分散液的下部基板的上側。

在180℃、10bar壓力條件下，對約束在所述下部基板與上部基板之間的氧化石墨烯分散液進行了6小時的、同時施加熱和壓力的水熱反應以及熱還原，從而製造了厚度為100nm的石墨烯薄膜。

圖3是示出本發明實施例涉及的利用溶劑純化用石墨烯薄膜的溶劑純化系統的結構圖，圖4是示出圖3中的石墨烯薄膜以及過濾器外殼的詳細剖視圖。如圖所示，本發明涉及的利用溶劑純化用石墨烯薄膜的溶劑純化系統100包括：內置有石墨烯薄膜40的過濾器外殼110、壓力生成器120、溶劑儲存罐130、純化溶劑儲存罐140。

過濾器外殼110是內置有根據本發明的實施例進行製造的溶劑純化用石墨烯薄膜40的外殼，其具備：流入口110a，用於使純化前的溶劑流入；流出口110b，用於使純化後的溶劑流出；去除口110c，用於去除溶劑純化過程中殘留的水分以及親水成分。石墨烯薄膜40由兩側的支撐架111支撐，支撐架111的外側套上o型環112的同時套上隔離件113。

流入口110a與純化前的溶劑流動的流入管150相連。流入口110a可以通過壓力生成器120直接與溶劑儲存罐130連通。流出口110b與純化後的溶劑流動的流出管160相連。流出口110b可以直接與純化溶劑儲存罐140連通。去除口110c與用於去除溶劑純化過程中殘留的水分或者親水成分的去除管170相連。去除口110c連通至過濾器外殼110中溶劑通過石墨烯薄膜40之前的空間s。

支撐架111由特氟龍材料的網(mesh)或金屬材料的網形成，能夠使溶劑通過的支撐架，可以是各種形式的支撐架。o型環112可以是多種多樣的環，代表性地使用viton環。隔離件113是用於保持間隔的構件，其選擇性地使用。

壓力生成器120是設置在過濾器外殼110的流入口處，生成用於使溶劑通過石墨烯薄膜40，以便進行純化的壓力的泵，可以使用生成正壓的油壓泵、空氣泵、機械泵、定量泵、高壓泵、缸泵等，優選能夠對溶劑施加1.5至3000大氣壓進行泵送的泵。壓力生成器也可以是設置在過濾器外殼110的流出口處並生成負壓(真空壓)的真空泵。負壓的有效範圍為1至0(vacuumzero)。

溶劑儲存罐130是用於儲存純化前的溶劑p1的罐。純化溶劑儲存罐140是用於儲存純化後的溶劑p2的罐，優選具有能夠使用注射器的橡膠塞131的密閉型容器。橡膠塞131用作密閉狀態下與空氣進行隔離，以便處理純化溶劑的途徑。

如上所述的溶劑純化系統100可以以並聯或串聯形式依次設置，以便多次純化溶劑，從而能夠用於超純度的純化。

根據這樣的溶劑純化系統100，將石墨烯薄膜40用作分離膜，從而通過親油性的表面特性和微細的孔，能夠實現根據極性的親水-親油成分分離以及尺寸排阻分離，並高效地分離烴類或極性及非極性有機溶劑。其中，特別是能夠分離碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、甲苯、二甲苯、苯、己烷、癸烷、二甲基甲醯胺、豆油、原油以及性狀與此類似的有機溶劑。可分離的溶劑的粘度為0.1至5000mpa.s，通過親油成分之間的滲透，能夠實現高粘度分離。

表1示出了使用本發明的溶劑純化系統100對有機溶劑進行分離實驗的示例。所示出的示例為，溶劑純化系統100中設置有根據上述[製造例]製造的溶劑純化用石墨烯薄膜40，在由壓力生成器120生成的2大氣壓的壓力下進行了實驗，並且連續設置了溶劑純化系統100，以便第一次以及第二次透過。

進行實驗的有機溶劑為碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、甲苯、間二甲苯、苯、己烷、癸烷、二甲基甲醯胺。對於所選的有機溶劑，通過卡爾·費休水分滴定器滴定了水分含量，並以ppm示出。示出了通過石墨烯薄膜前後的水分含量ppm。大部分有機溶劑的單位面積的吐出量為3900至4200lmh(literpermetersquarehour：公升每平方米每小時)。

[表1]

如表1所示，可知對於以往幾乎不可能分離的有機溶劑也能夠進行高純度純化。

附圖標記：

10：下部基板20：氧化石墨烯分散液

30：上部基板40：石墨烯薄膜

41：石墨烯板狀薄片42：化學鍵

42a：基於氧的鍵42b：π-π鍵

100：溶劑純化系統

110：過濾器外殼120：壓力生成器

130：溶劑儲存罐140：純化溶劑儲存罐

150：流入管160：流出管

170：去除管

p1：純化前的溶劑p2：純化後的溶劑