进步了,可以允许我们净化海水使其饮用用氧化石墨烯(去)。这个过程是离子筛分和海水淡化的混合物。
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来自曼彻斯特大学的研究小组已经开发了一个简单的方法合成石墨烯膜肿胀,有限的收益率为97%氯化钠,呈现水容易饮用。这将有助于提供干净的饮用水,人,考虑到干净的水短缺是一个大问题。这个过程肯定会帮助迎合水资源短缺的问题。
材料股份有限
主要的材料是石墨烯。碳同素异形体石墨烯是一种由单个原子层排列在一个六角形的二维蜂窝状晶格。由于其优秀的强度特性,电传导特性,强烈的分子内债券,和最薄的二维材料,石墨烯已经成为一个有价值的和重要的纳米结构构建块。
石墨烯氧化物(去)是一个单层的物质产生的强烈的氧化过程,一种廉价和可靠的材料。氧化石墨烯是石墨烯的氧化版本含有含氧组。
过去工业应用和局限性
石墨烯与其他材料集成,以增加其强度和机械性能。欧洲杯足球竞彩石墨烯一直在利用航空航天工业和纳米技术的应用程序。它还发现应用程序在电池和超导体的应用程序。而且,石墨烯氧化物也被利用作为高效燃烧的飞机燃料添加剂,增加电力生产。
的主要限制它的应用程序包括其易感性进行快速氧化。与实施相关的毒性特征一直是一个主要问题。除此之外,金融约束由于高成本与生产相关的障碍在大规模生产。然而,氧化石墨烯可以轻易地在实验室获得的氧化反应。
虽然净化的水已经研究了过去,这个新方法的独特之处在于,它没有副作用。的过程中采用石墨烯作为净化筛水肯定会帮助世界各地的水资源短缺问题。
方法
海水的净化的方法包括很多步骤。第一个是去膜的制备。为此,水悬架是由分散的mm-sized谷物去15个小时使用浴声波降解法。去消除多层片,乳状液离心机在8000 rpm的六倍。
后,真空过滤用于生成独立的去膜的厚度100µm。下一步涉及到分层的层间间距合成和储存膜与不同层间间距(IL)。x射线衍射在2θ的范围5°15°进行分析IL的力量D8衍射仪。
之后,矩形条来自前一条互相粘,放在上面。他们被一个环氧钢筋层顶部和底部渗透实验。膜的渗透实验,夹紧o型环是和隔间之间充满了相同量的盐溶液和去离子水。这些实验很仔细在温度控制的环境中做连续磁搅拌。
研究发现
《华尔街日报》的研究自然表明纳米孔直径相当于或低于水合离子的直径(d)预计将有所改善离子选择性。9的有效孔隙大小的肿膜(不含空间由碳原子)比水合离子的平均大小,限制去凝胶排阻的潜在应用基于离子筛分。
由此产生的层间间距是由x射线衍射和范围从6.4到9.8 RH从0%到100%不等。13.7 - 0.3 d为分层沉浸在液体水。这些值都符合之前发现的d的变化主要是由于水分子的连续集成到不同位置之间的床单。
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正如预测的那样,离子渗透容器数量随着时间的推移和饲料溶液浓度上升。减少d,普及率和截止直径为盐渗透稳步下降。即使在五天之后,膜6.4 d显示没有明显的离子浓度渗透。
如前所述,实验在不同温度的值。渗透速率匹配阿仑尼乌斯方程的通道直径d = 9.8和d = 7.9。E = 2焦每摩尔72 7和20 K +离子渗透在PCGO膜与d为7.9和9.8,分别。
石墨烯毛细血管网络模型被开发用于测量水的渗透。能量势垒与d 9 E大幅上涨,明显高于二价离子比单价的。获得E是相同的数量级的实验发现,表明没有盐离子通过。
限制和挑战
试验的孔隙大小小于离子阻止他们通过的大小。然而,这是一个非常艰巨的任务。必须钻小孔的膜渗透。然而,如果孔直径大于1纳米,盐通过它。有利于海水淡化膜,一个高度均匀less-than-one-nanometer孔隙大小是必需的。这是一个艰巨的任务。
未来的影响
层间分离的物理限制允许离子的分离和净化的水分子,为低成本的生产铺平了道路为海水淡化膜。最终的目标是开发一个过滤机制,可以从海洋生成饮用水或废水在使用很少的能量。
简而言之,这项研究已经成功演示了通过石墨烯水的净化。根据联合国,缺水是大幅上升,主要国家正朝着利用海水淡化应对这一重大问题。研究中描述的过程肯定会改变在这方面由于其有效性。
进一步阅读:在牙科中使用石墨烯
引用和进一步阅读
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