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图像信用：ivan_kislitsin / shutterstock.com
石墨烯是一种独特的碳形式，是一个原子厚;所以薄于它基本上被认为是二维。
石墨烯已经表现出对水过滤应用的重要承诺，以及澳大利亚英联邦科学和工业研究组织（CSIRO）的科学家团队最近开发出一个极其有效的水净化系统，似乎比传统过滤系统更简单，更快地使用。
新型过滤系统基于称为“图形空气”的独特形式的石墨烯，其从极度污染的水中产生清洁的饮用水。单步图空气系统包括独特形式的石墨烯，热源，膜过滤器和水泵。
科学家们已知多年来，石墨烯的水渗透性比产业标准的反渗透膜更大的数量级。具有极窄的通道，图形空气能够筛选出较大毒性化合物的较大分子以产生纯水。研究人员还使用其系统过滤高浓度的酸和碱性。它们能够从这些样品中产生水中的水。
也许最重要的是，澳大利亚研究团队发现他们的系统能够解决大多数传统系统的一个重大挂断：一种被称为污染的现象。在一段时间内，水过滤系统可以积聚各种类型的污染物，可以降低有效性。这些污染物定期移除，因此过滤系统可以再次运作。图形空气系统能够在没有污垢的情况下运行。
制作图形空气
石墨烯处理中的高度复杂的发展使得能够创造富于水过滤的石墨烯。然而，这些尖端过程涉及多个复杂的和资源密集型步骤，这些步骤在规模上具有挑战性。
如何使用基于石墨烯的水过滤器来清理油泄漏？
The Graph Air team was able to develop their unique form of graphene using an ‘ambient air vapor deposition process’ that is much easier, more cost-effective, quicker and more eco-friendly than sophisticated graphing fabrication processes used in pursuit of better water filtration systems. This process does not require the costly, volatile gases that are necessary for some graphene production methods. The Australian researchers also used a safe, cheap and renewable raw material to produce their graphene: soybean oil.
CSIRO研究人员发现它们的生产过程允许石墨烯薄膜的连续生长具有非常理想的气相透气质量，其可用于水过滤。
制作过滤器
普遍存气，膜蒸馏（MD）是一种热量的水净化方法，对于过滤海水和工业废物看起来非常有前途。MD涉及通过疏水膜发生的蒸汽压梯度净水。MD系统基于“热”饲料侧的平行流和“冷”渗透侧，在进料侧具有水蒸汽。当净化的水蒸气转移到冷渗透侧时发生过滤。
MD最大的优点之一是无论源溶液的盐度如何产生净化水。该系统还能够拒绝大多数非挥发性杂质，包括盐，有机化合物和胶体。许多MD系统能够使用低级热废物来驱动它们的过程。
图形空气系统是一种MD系统，它利用石墨烯的纳米通道，允许水的通过而不是大的不希望的分子。CSIRO团队使用图形空气作为MD系统中有源层的一部分，发现它产生了所需的高水平的水蒸气通量。它还具有显着的耐用性和抗结垢，以及抑制盐的优异能力。
在整个标准MD过程中，过滤膜通常被涂覆有污染物。Cisro科学家发现，当它们的系统过滤来自悉尼港的污染水时，它是正常水过滤器的两倍。
石墨烯怎么有助于降低城市的空气污染？
该团队还发现了图形空气过滤器移除了更多的污染物，筛选出99％的杂质比标准过滤器更快。图形空气过滤器确实涂有杂质，但继续运行正常。
该发现基本上消除了通过将污染物从水中唤醒到膜过滤器中的标准步骤。
在从悉尼港对未加工海水的测试中，该团队还使用了一种控制过滤器，该滤波器是市售的MD膜。正如预期的那样，这种膜在加工港口水时污染，导致蒸汽通量的恒定降低，盐除去的少量减少。另一方面，图形气膜在盐去除方面显示出100％的有效性能，同时在72小时的过程中维持高蒸汽通量和长期稳定性。基于石墨烯基膜的每天能够屈服约0.4至0.5升海水，而不会出现任何劣化。
该研究团队表示，他们的结果显示图形空气是在MD过滤中使用的有希望的材料，添加它可以解决一些影响这种类型系统的问题。
不需要氯？
在最近的一项研究中，来自俄罗斯国立科技大学（Misis）的研究人员揭示了石墨烯的用来如何用来将水净化到它不需要氯化的程度。欧洲杯线上买球
在研究中，通过用石墨烯盐溶液注入溶液，科学家从溶液中除去大肠杆菌。研究团队表示，注射的石墨烯能够通过在其周围形成薄片来“捕获”有毒细菌。然后除去薄片以产生可重复使用的饮用水和石墨烯副产物。
根据激光共聚焦显微镜，扫描电子显微镜和荧光测试，与对照相比，在除去大肠杆菌时，将2.5g / L的石墨烯溶液效率几倍。
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虽然研究人员无法正常识别细菌是如何中和的，但科学家表示石墨烯可能会触发对细菌有毒的自由基的发展。
研究人员继续说，基于它们的方法的净化系统将消除对氯化的需求。低成本且易于规模，石墨烯系统将很适合于大型废水处理设施。
参考和进一步阅读
米斯国家科学与技术大学（2019）欧洲杯线上买球如何用石墨烯净化水。可用于：https://en.misis.ru/university/news/欧洲杯线上买球science/2019-04/6103/（访问于2020年5月13日）。
SEO，D.H.，Pineda，S.，Woo，Y.C。等等。用于有效水脱盐的基于防污石墨烯的膜。NAT CANCE9,683（2018）。https://doi.org/10.1038/s41467-018-02871-3
Csiro。小膜使悉尼港“可饮用”。可用于：https://www.csiro.au/en/news/news-releases/2018/tiny-membrane-makes-ydney-harbour-drinkable.（访问于2020年5月13日）。
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