新型石墨烯薄膜可高效凈化水

發(fā)布：cyqdesign 2019-06-19 15:19 閱讀：2055

中美兩國科研人員在新一期美國《科學(xué)》雜志上發(fā)表論文，介紹了用石墨烯等材料開發(fā)出的一種超薄、高強(qiáng)度薄膜，它可高效分離水中的鹽離子和有機(jī)污染物，有望用于水凈化、化工原料分離純化等領(lǐng)域。

據(jù)介紹，像石墨烯這樣只有一層原子厚的二維材料，是構(gòu)建超薄納濾膜的理想材料，但單獨(dú)的石墨烯薄膜會(huì)受破裂等問題影響，因此相關(guān)研究中一直存在如何實(shí)現(xiàn)優(yōu)異機(jī)械強(qiáng)度和大面積無裂縫制備的難題。

中國武漢大學(xué)袁荃團(tuán)隊(duì)和美國加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校段鑲鋒團(tuán)隊(duì)合作，將具有優(yōu)異機(jī)械性能和多孔結(jié)構(gòu)的碳納米管薄膜作為石墨烯薄膜的機(jī)械支撐層，從而將石墨烯薄膜分割成多個(gè)微區(qū)域，形成類似于建筑“水立方”表面、樹葉或昆蟲翅膀的結(jié)構(gòu)。

論文通訊作者袁荃對(duì)新華社記者說，當(dāng)石墨烯薄膜內(nèi)部存在缺陷、裂縫或者石墨烯薄膜受到外部破壞時(shí)，碳納米管網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以阻礙缺陷延伸和擴(kuò)大，將缺陷局限在一個(gè)小范圍內(nèi)。

研究顯示，這種被稱為“石墨烯納米篩/碳納米管復(fù)合薄膜”的材料，孔徑尺寸約0.6納米，大于水分子的尺寸(約0.3納米)，但小于一些金屬鹽離子的尺寸(水合鈉離子尺寸約0.7納米)，因此可將水分子和鹽離子有效分離，對(duì)鈉、鉀和鎂等金屬鹽離子的截留率可達(dá)85%以上，對(duì)水溶液中的有機(jī)污染物分子截留率高達(dá)99%。

帖子

新型石墨烯薄膜可高效凈化水