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低成本的石墨烯-铁过滤器,有选择地分离气体混合物

发布时间:2020-4-3 13:01:46      阅读1168

  新南威尔士大学的研究人员展示了一种新型的低成本石墨烯基膜(一种用于产生大量混合废气(如固体塑料废物、生物废料或废水)的工业领域的过滤器),能够分离来自气体混合物的不同的气体。


  这个由新南威尔士大学的Rakesh Joshi博士领导的团队希望,在未来,他们来分离和捕获目前被认为是无用的废气,从而改善我们使用废气资源的方式。这篇本月发表在《Advanced Materials》杂志上的论文,概述了他们这项实验室成果的发现。现在,研究人员希望进一步开发该过滤器,以使其可用于工业。具体来说,利用氧化石墨烯薄膜超薄的优势,该研究小组将铁元素加入到氧化石墨烯过滤器中。
  “我们发现这样做可以增强氧化石墨烯的气体传输能力。事实证明,向氧化石墨烯膜中添加铁(这就是我们所说的过渡金属)可以比其他类型的过滤器更有效地分离出不同的气体。“特别是,这种材料在增强渗透性(即气体分子通过过滤器的速度)和选择性方面变现很好,选择性代表了气体在运输过程中从混合物中分离出来的效率。”事实上,我们的过滤器具有前所未有的选择性。”
  01 从氮气中分离二氧化碳
  研究人员说,这篇论文中描述的过滤器还允许他们通过选择性地从氮中分离二氧化碳来回收有价值的资源。文章的第一作者Xioheng Jin表示:“高度纯化的氮广泛应用于材料加工,例如半导体制造,以及电子、合成和医疗行业。”二氧化碳是气体产品中最常见的杂质之一。目前大多数的二氧化碳去除方法往往会产生有害的化学物质,而将二氧化碳从氮气中分离出来具有重大的工业价值,特别是对于温室气体的排放(例如发电厂产生的燃烧废气)的缓解,使用现有技术一直是一个挑战。考虑到这些有希望的结果,研究人员希望他们的发现将为有效地从氮和其他气体中分离出二氧化碳开辟新的途径,并帮助他们开发出将此类新型过滤器用于各种应用的工业新解决方案。“这一发现为石墨烯基材料在气体净化行业的应用提供了新的机会,”这篇文章的合著者托Tobias Foller说。“我们认为这种过滤器有可能彻底改变气体分离行业。”
  02 那么,其他金属呢?
  该团队现在希望使用其他类型的金属测试相同的原理。Xioheng Jin说:“所有其他尚未研究的过渡金属都有很大的可能性,可以植入石墨烯基结构中并提供令人兴奋的气体分离性能。”在2018年,Joshi博士的团队还成功展示了一种基于石墨烯的实验室规模的过滤器,该过滤器可以去除常规饮用水处理过程中留下的超过99%的普遍存在的天然有机物。
  文章来源:Carbontech


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