石墨烯在純水設備的海水淡化中應用：二元石墨烯薄膜可高效淡化海水
【蘭州純水設備http://www.firstclub.org.cn】武漢大學和加州大學的洛杉磯的設置和其他人面前,使用石墨烯篩和碳納米管,石墨烯薄膜相結合的方法,二元結構準備和有很強的選擇性分離效率和一定的機械強度和可用于海水淡化。
以往的理論計算表明，與傳統(tǒng)的海水淡化膜相比，石墨烯單層納米孔二維膜具有極高的選擇性分離效率。然而，石墨烯大面積存在的晶界會降低石墨烯的力學性能，而納米團的引入會進一步降低石墨烯的力學性能，導致分離膜的部分斷裂，降低分離效率和分離選擇性。
研究人員說，純水設備碳納米管具有優(yōu)異的機械性能，其結構與石墨烯相似。碳納米管重疊形成的碳納米管膜不僅與石墨烯結構完美匹配，而且不影響水的滲透性。因此，研究小組提出了將納米孔和碳納米管結合起來進行補償?shù)南敕?/span>實驗室純水設備。他們在銅箔上生長了一層石墨烯，然后用相互連接的碳納米管網(wǎng)絡覆蓋了銅箔的一些區(qū)域。該薄膜可由聚合物支撐，在懸浮、彎曲、拉伸等方面無明顯裂紋水處理設備。試驗和計算結果表明，薄膜能承受380.6mpa的應力，楊氏模量達到9.7GPa，相當于納米孔石墨烯薄膜的抗拉剛度2.4倍，抗彎剛度10000倍。
此外，新型石墨烯納米篩子/碳納米管膜的透水性較商用三乙酸纖維素脫鹽膜提高了100倍，抗污染能力更強。由于不受內部濃度極化效應的限制，膜在高鹽濃度下仍能保持較高的透水性。
目前，石墨烯海水淡化膜分為兩大類。其中一種是麻省理工學院研究小組研究的單原子厚納米多孔薄膜實驗室純水設備。但一個原子厚的石墨烯層的機械強度較弱,所以在這項研究中使用的石墨烯是由聚合物膜, 水處理設備直接由高能電子束轟擊或氧等離子體蝕刻在引入石墨烯納米孔,孔隙半徑分布寬,分離效率大大降低,所以不能在實踐中應用。
另外一類是諾貝爾物理學獎得主、純水設備曼徹斯特大學教授Andre Geim團隊研究的氧化石墨烯膜。氧化石墨烯容易量產(chǎn)，但是氧化石墨烯膜浸潤在溶液中之后，氧化石墨烯片層之間會吸水擴大層間距，降低了海水淡化效率，因此現(xiàn)有的研究工作主要集中于如何控制氧化石墨烯片層之間的層間距。
此次制成的新型石墨烯納米篩/碳納米管薄膜不需要聚合物支撐就結實耐用，并兼具多種滲透效率優(yōu)點，為石墨烯應用于海水淡化打開了一條新的思路。若解決量產(chǎn)問題，未來人們或將能喝上“石墨烯淡化水”。 水處理設備 去離子水設備
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