最新資訊:科學家發現原子厚石墨烯能高效分離氣體混合物且被證實
2021年02月19日
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石墨烯
把混合氣體(如空氣)別離為各自的單組分的進程能夠用于多種工業使用,包括沼氣出產、金屬加工中的空氣富集、天然氣中有毒氣體的去除,以及氨廠和煉油廠的氫收回。氣體別離進程經常會用到聚合物(如纖維素)或其他資料制成的合成膜。近年來,研討轉向了被稱為“終極“膜的單原子厚度石墨烯膜,它被證明是最薄的分子屏障,因而也是最有效的膜,具有出色的滲透性、強度和可擴展性。
石墨烯的使用廣泛,開發空間大,研討空間更大。桑聯邦理工學院的化學工程師們不懈努力,首次證明原子厚石墨烯能高效別離氣體混合物。這種“終極“膜還能夠擴展,將成為工業氣體別離的突破口。
然而,開發石墨烯的進程中遇到了兩個瓶頸:榜首,缺少將分子巨細的孔結合到石墨烯層中的辦法;第二,缺少制造高強度、無缺點大面積石墨烯膜的辦法。
現在研討迎來了重大突破,能夠處理以上問題。EPFL Valais Wallis的Kumar VaroonAgrawal團隊開發出一種大面積單層石墨烯膜,可高效別離氫氣和甲烷(別離系數高達25%),孔隙率僅為0.025%,具有前所未有的氫滲透性。
這種共同的膜上有可讓氫滲透經過的納米孔,也就是“氣體篩”。該膜在工業壓力和溫度下能夠保持穩定(至少高達7 bar和250℃)。更重要的是,團隊能夠制造出1平方米的外表無缺點薄膜膜,遠超先前報道中的幾平方微米。Agrawal的團隊現在正致力于在石墨烯中摻入更高密度的納米孔,以完成石墨烯的真正潛能。
Agrawal表明:“這是一種出產無缺點石墨烯層的立異技能,要完成原子厚石墨烯膜的終極性能還有很長的路要走,未來可使用與許多重要的別離使用,包括碳捕獲、氫收回和清潔飲用水的凈化。”
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