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- 發(fā)布時間2017-10-13 18:10
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石墨烯因具有優(yōu)良的光、電、力學(xué)等性能，石墨烯被稱為“新材料之王”、“超級材料”等。氧化石墨烯是石墨烯的衍生物，其能夠在實驗室通過簡單的氧化生產(chǎn)出來。考慮到氧化石墨烯的靈活性和成本，氧化石墨烯比單層石墨烯更具有潛在優(yōu)勢。
氧化石墨烯薄膜在海水淡化領(lǐng)域的商業(yè)化前景
近日，石墨烯之父、2010年諾貝爾物理學(xué)獎得主安德烈·海姆在“第四屆中國國際石墨烯創(chuàng)新大會”上表示，氧化石墨烯薄膜在海水淡化中應(yīng)用是一項可以實現(xiàn)商業(yè)化的案例。
根據(jù)安德烈·海姆研究團隊最近的研究成果，氧化石墨烯氧化物分層已經(jīng)取得進展，現(xiàn)在可得到100nm的厚度，形成石墨烯氧化膜。實驗表明，不管是哪一種海水，經(jīng)過氧化石墨烯薄膜時，水流速度都非常快，且可以非常精確地把鹽份都過濾出來。氧化石墨烯薄膜應(yīng)用在海水淡化中時，只要進行一定的加壓，過濾出來的海水甚至可以直接飲用，如在水流速度保持0.5L/m2的情況下，薄膜對于氯化鈉的過濾度高達97%。
同時，研究團隊找到了一種方法能夠精確控制氧化石墨烯薄膜的孔徑大小，這能夠有效地阻擋不需要的離子，實驗證實對氯化鈉的離子的過濾率高達97%，這意味著該膜系統(tǒng)能夠很好地進行過濾常見的鹽離子。
安德烈·海姆稱，相較于目前海水淡化的工藝來說，氧化石墨烯薄膜的應(yīng)用成本大大降低。“設(shè)想一下，未來我們能不能生產(chǎn)出易攜帶的淡化海水的設(shè)備呢？我們把海水倒入設(shè)備進行過濾，變成飲用水，這是一個非常好的發(fā)展方向。”
氧化石墨烯薄膜在核工業(yè)領(lǐng)域的商業(yè)化前景
氚是在核反應(yīng)堆中的一個重要的污染因素，目前還找不到去除氚這種污染源的有效方法，對核工業(yè)造成很大的困擾。對于氫核聚變而言，氫的同位素氘（又稱重氫）是用作熱核反應(yīng)的重要能源，在分析和化學(xué)追蹤技術(shù)中也被廣泛使用。氘的氧化物即重水，在鈾核裂變中可做為減速劑，由此在核電站運行中需要成千上萬噸重水。氚是氫最重的同位素，其原子含有1個質(zhì)子和兩個中子，具有放射性，在核裂變工廠作為發(fā)電副產(chǎn)品須被安全去除。
安德烈·海姆的研究團隊發(fā)現(xiàn)，采用石墨烯制膜濾出不同的氫同位素：氘和氚，大大簡化重水的生產(chǎn)過程，并有助于清理核廢料，有望制備節(jié)能、高效和價廉的理想過濾器。該團隊曾測試了氘的原子核，可以通過石墨烯及其姊妹材料氮化硼的膜。研究團隊還發(fā)現(xiàn)氘不僅能夠被一個原子厚的膜有效篩選分離，而且這一過程效率很高。這一發(fā)現(xiàn)使得單層石墨烯和氮化硼作為分離膜，對氘和氚混合物進行分離具有應(yīng)用價值。該研究成果已于2016年初在《Science》雜志上發(fā)表。
來源：來源：澎湃新聞、石墨邦
