最新资讯:科学家发现原子厚石墨烯能高效分离气体混合物且被证实
2021年02月19日
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石墨烯
把混合气体(如空气)别离为各自的单组分的进程能够用于多种工业使用,包括沼气出产、金属加工中的空气富集、天然气中有毒气体的去除,以及氨厂和炼油厂的氢收回。气体别离进程经常会用到聚合物(如纤维素)或其他资料制成的合成膜。近年来,研讨转向了被称为“终极“膜的单原子厚度石墨烯膜,它被证明是最薄的分子屏障,因而也是最有效的膜,具有出色的渗透性、强度和可扩展性。
石墨烯的使用广泛,开发空间大,研讨空间更大。桑联邦理工学院的化学工程师们不懈努力,首次证明原子厚石墨烯能高效别离气体混合物。这种“终极“膜还能够扩展,将成为工业气体别离的突破口。
然而,开发石墨烯的进程中遇到了两个瓶颈:榜首,缺少将分子巨细的孔结合到石墨烯层中的办法;第二,缺少制造高强度、无缺点大面积石墨烯膜的办法。
现在研讨迎来了重大突破,能够处理以上问题。EPFL Valais Wallis的Kumar VaroonAgrawal团队开发出一种大面积单层石墨烯膜,可高效别离氢气和甲烷(别离系数高达25%),孔隙率仅为0.025%,具有前所未有的氢渗透性。
这种共同的膜上有可让氢渗透经过的纳米孔,也就是“气体筛”。该膜在工业压力和温度下能够保持稳定(至少高达7 bar和250℃)。更重要的是,团队能够制造出1平方米的外表无缺点薄膜膜,远超先前报道中的几平方微米。Agrawal的团队现在正致力于在石墨烯中掺入更高密度的纳米孔,以完成石墨烯的真正潜能。
Agrawal表明:“这是一种出产无缺点石墨烯层的立异技能,要完成原子厚石墨烯膜的终极性能还有很长的路要走,未来可使用与许多重要的别离使用,包括碳捕获、氢收回和清洁饮用水的净化。”
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