石墨烯是一个原子厚度的石墨层组成的碳原子排列成六边形,像原子尺度的“铁丝网。自从2004年首次生产材料——一个成就认可的2010年诺贝尔物理学奖——科学家们发现它有一个主机的光学、电子和机械性能。另一个属性,科学家一直感兴趣,然而,其气体的渗透性。如果石墨烯是渗透到不同的气体分子,它可以作为一个过滤器,一个原子厚,很快可以单独的分子。
不幸的是纯粹的,不透水的石墨烯气体,因为其原子电子云密度包围。但是石墨烯很难生产,样品几乎总是包含缺陷,如孔、眼泪和晶界,通过气体分子可以,原则上,渗透。更可以引入石墨烯缺陷如果与酸反应生成氧化石墨烯的碳碳键的破裂与氧原子重做。
活性炭过滤器
现在,何鸿燊屁股公园韩国汉阳大学和他的同事们证明了基于石墨烯和氧化石墨烯膜的有效过滤分离二氧化碳和氮气。研究人员让他们的膜通过现有多孔聚合物膜,浸在石墨烯和氧化石墨烯溶液,或让溶液滴到它而旋转。通过裁剪精确制造方法,研究人员可以得到几层石墨烯和氧化石墨烯松散或紧紧锁在一起。
公园和他的同事们发现,如果well-interlocked膜,如果气体分离水含量高,氮的膜将阻止通过但允许通过二氧化碳。湿度是允许这种分离,根据公园,因为它充满膜与微小的水滴通过二氧化碳——而不是氮——可以溶解。研究人员认为这种膜可以用于捕获二氧化碳从某些工业生产过程,如煤炭燃烧,从而减少温室气体排放。
在一个单独的开发,苗族余美国南卡罗来纳大学和他的同事创造了一种氧化石墨烯膜分离二氧化碳和氢气,氮气和氢气。研究人员认为,他们的膜——他们由真空过滤分散的氧化石墨烯通过多孔支持——能找到在水处理中的应用。
Vladimiros Nikolakis说,美国特拉华大学的发展都是有趣的。的制造超薄、高选择性膜很重要,为了减少膜表面积的要求在一个特定的分离,”他说。这两篇文章证明,使用石墨烯或氧化石墨烯层这是可行的。的选择性可以通过调整优化薄膜制备或治疗条件表明,进一步改善可能是可行的。”
亨利·弗利密苏里州大学的系统,我们说,使用石墨烯膜进行气体分离的圣杯”。这一事实只有几个原子厚膜,他说,可以解决现有的分离问题,比如流动阻力。时间会告诉我们如果这些(膜)相关的新技术或新的科学,但这些都是令人兴奋的结果,”他补充道。
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