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- 發布時間2017-10-13 18:10
- 發布人金彩集團(tuan)
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石墨烯因具有優良的光、電、力學(xue)等性能，石墨烯被稱為“新材(cai)料(liao)之(zhi)王”、“超級材(cai)料(liao)”等。氧化石墨烯是石墨烯的衍(yan)生物，其能夠(gou)在實(shi)驗(yan)室通過簡(jian)單的氧化生產出(chu)來。考慮到氧化石墨烯的靈活性和(he)成本，氧化石墨烯比(bi)單層石墨烯更具有潛(qian)在優勢。
氧(yang)化(hua)石墨烯(xi)薄膜在海水(shui)淡化(hua)領域(yu)的商業化(hua)前景
近日(ri)，石墨烯之(zhi)父、2010年(nian)諾貝爾(er)物理(li)學獎得(de)主安德烈·海(hai)姆在“第四屆中國(guo)國(guo)際石(shi)墨(mo)烯創新大會”上表示，氧化(hua)石(shi)墨(mo)烯薄膜在海(hai)水淡化(hua)中應用是一項(xiang)可(ke)以(yi)實現商(shang)業化(hua)的案例。
根(gen)據(ju)安德(de)烈·海(hai)姆(mu)研(yan)究(jiu)團隊(dui)最近(jin)的(de)研(yan)究(jiu)成果，氧(yang)(yang)化(hua)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)烯氧(yang)(yang)化(hua)物分層(ceng)已經取得進(jin)展，現在(zai)可(ke)(ke)得到(dao)100nm的(de)厚度，形成石(shi)(shi)墨(mo)(mo)烯氧(yang)(yang)化(hua)膜(mo)。實驗表(biao)明，不管是哪(na)一種海(hai)水(shui)，經過(guo)氧(yang)(yang)化(hua)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)烯薄(bo)(bo)膜(mo)時(shi)，水(shui)流速(su)度都(dou)(dou)非常(chang)快，且可(ke)(ke)以非常(chang)精確地把鹽份都(dou)(dou)過(guo)濾出來。氧(yang)(yang)化(hua)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)烯薄(bo)(bo)膜(mo)應(ying)用在(zai)海(hai)水(shui)淡化(hua)中時(shi)，只要進(jin)行一定的(de)加壓，過(guo)濾出來的(de)海(hai)水(shui)甚(shen)至可(ke)(ke)以直接飲用，如在(zai)水(shui)流速(su)度保持0.5L/m2的(de)情況下，薄(bo)(bo)膜(mo)對(dui)于(yu)氯(lv)化(hua)鈉的(de)過(guo)濾度高達97%。
同時，研究團(tuan)隊(dui)找到了一種方法(fa)能夠(gou)精確控制(zhi)氧化(hua)石墨烯薄(bo)膜的(de)孔徑大小，這能夠(gou)有效地阻擋不需要(yao)的(de)離子，實驗證(zheng)實對氯化(hua)鈉的(de)離子的(de)過(guo)濾率高(gao)達97%，這意味著該膜(mo)系統能夠很好(hao)地進行過濾(lv)常見的鹽離子。
安德烈·海(hai)姆稱，相較于目前海(hai)水(shui)淡(dan)化(hua)(hua)的工藝來說(shuo)，氧化(hua)(hua)石墨烯薄(bo)膜的應用(yong)成本(ben)大大降低。“設(she)想一(yi)下，未來我們能不能生產出易攜(xie)帶的淡(dan)化(hua)(hua)海(hai)水(shui)的設(she)備(bei)呢？我們把海(hai)水(shui)倒入設(she)備(bei)進行過濾，變(bian)成飲(yin)用(yong)水(shui)，這是一(yi)個(ge)非常(chang)好(hao)的發展方(fang)向(xiang)。”
氧(yang)化石墨烯(xi)薄膜(mo)在核(he)工業領域的(de)商(shang)業化前景(jing)
氚是(shi)在核(he)反應堆中的(de)(de)(de)(de)(de)一個重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)染(ran)因素，目(mu)前還找不到去除氚這(zhe)種污(wu)染(ran)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)有效方法(fa)，對(dui)核(he)工業(ye)造成(cheng)很大的(de)(de)(de)(de)(de)困擾(rao)。對(dui)于(yu)氫(qing)核(he)聚變而言，氫(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)同位素氘(dao)（又稱(cheng)重(zhong)氫(qing)）是(shi)用作熱(re)核(he)反應的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)要能(neng)源(yuan)，在分析和(he)化學(xue)追蹤技(ji)術中也被廣泛使用。氘(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)化物即重(zhong)水(shui)，在鈾核(he)裂變中可做(zuo)為減速劑，由(you)此在核(he)電站運行中需要成(cheng)千上萬噸重(zhong)水(shui)。氚是(shi)氫(qing)最重(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)同位素，其原子含有1個質子和兩個中(zhong)子，具有放射(she)性，在(zai)核裂變工廠作(zuo)為(wei)發電副(fu)產品須被安全去除。
安德烈·海姆的(de)(de)研(yan)究團(tuan)隊發現，采用石墨(mo)烯制膜(mo)(mo)濾出不同的(de)(de)氫同位素：氘(dao)和氚，大(da)大(da)簡(jian)化(hua)重水(shui)的(de)(de)生產過(guo)(guo)程，并有助于清理核(he)(he)廢料(liao)，有望制備節能、高效(xiao)和價廉的(de)(de)理想過(guo)(guo)濾器。該團(tuan)隊曾測(ce)試了氘(dao)的(de)(de)原(yuan)子(zi)核(he)(he)，可以(yi)通過(guo)(guo)石墨(mo)烯及其(qi)姊妹(mei)材料(liao)氮(dan)化(hua)硼(peng)的(de)(de)膜(mo)(mo)。研(yan)究團(tuan)隊還(huan)發現氘(dao)不僅能夠被一個原(yuan)子(zi)厚的(de)(de)膜(mo)(mo)有效(xiao)篩選分離，而且這一過(guo)(guo)程效(xiao)率(lv)很(hen)高。這一發現使得單(dan)層石墨(mo)烯和氮(dan)化(hua)硼(peng)作為分離膜(mo)(mo)，對氘(dao)和氚混(hun)合物進(jin)行(xing)分離具有應用價值。該研(yan)究成果已(yi)于2016年初在《Science》雜志上(shang)發表(biao)。
來源：來源：澎(peng)湃新聞、石墨邦
