新闻中心 > 行业动态 > 行业动态

使用石墨烯净化水

时间：2015-05-21 泉源：中国新质料网

在2015年的全球危害报告中，，，，，，天下经济论坛将水�；；；；；胖劣跋煳：Φ氖孜�，，，，，，影响危害凌驾了大规模杀伤性武器，，，，，，州际冲突和熏染性疾病撒播。。。

人们对淡水资源的依赖性有据可查，，，，，，在2015年联合国天下水资源生长报告中，，，，，，未来十五年的全球水需求与水供应之间保存40%的欠缺。。。

农业对水的需求量最大，，，，，，天下上90%的最不蓬勃国家和地区，，，，，，可用水和人类康健、食物生产都保存着显着的关联。。。

低本钱的水需求

许多保存严重水资源欠缺的地区都依赖海水淡化来举行淡水的供应。。。海水淡化的手艺包括反渗透，，，，，，可是海水淡化处置惩罚的水十分腾贵。。。

图片泉源：Shutterstock/AsafEliason

加利福尼亚州卡尔斯巴德的海水淡化厂作为最大的海水淡化处置惩罚厂，，，，，，一天供水50加仑，，，，，，其中7%的饮用水供应圣地亚哥地区，，，，，，但这会消耗能量约750 mw /天。。。大大都反渗透站的能源消耗凌驾水生产本钱的50%。。。

为相识决水压力的问题，，，，，，所有的水处置惩罚手艺都要求准确控制孔隙巨细、高度耐污染性和节约能源，，，，，，纵然将现在的生产效率提高10%也不具有重大的意义。。。

完善的缺陷

十年前，，，，，，当人们意识到水中离子和分子的疏散都是纳米标准时，，，，，，就最先使用纳米手艺解决水问题。。。关于实现水的过滤举行了许多实验，，，，，，但普遍的水过滤产品尺寸较小，，，，，，这让我一度嫌疑将纳米手艺用于水净化领域的远景。。。

幸运的是，，，，，，迩来石墨烯在种种领域包括水净化领域举行一直的生长。。。诺贝尔奖得主Andrei Geim和Rahul Nair指出，，，，，，虽然在电子领域，，，，，，缺陷是需要阻止的，，，，，，可是在水净化领域，，，，，，石墨烯的缺陷可以实现除了水蒸气之外的高度不透水性。。。虽然准确控制孔的巨细十分难题，，，，，，但许多人都实验将石墨烯应用于水净化领域。。。

在石墨烯上打孔

田纳西州橡树岭国家实验室(ORNL)的研究职员使用新手艺制造纳米多孔石墨烯膜，，，，，，该石墨烯膜是在单层石墨烯上制备纳米孔。。。该手艺通过化学沉积法(CVD)，，，，，，在氧等离子体上生长石墨烯，，，，，，并将一些碳原子从晶格中拔出，，，，，，来建设孔洞。。。与氧等离子体接触的时间越长，，，，，，石墨烯的孔越大。。。

如图所示，，，，，，红色为石墨烯(蜂窝结构放大圆圈)，，，，，，黄色为硅原子，，，，，，橙色的补丁为剩余聚合物。。。图片泉源：美国橡树岭国家实验室能源部。。。

麻省理工大学(MIT)的研究职员接纳另一种要领，，，，，，将镓离子束轰击石墨烯外貌来制备孔洞，，，，，，然后通过侵蚀准确控制孔隙的巨细。。。类似地，，，，，，宾夕法尼亚州立大学的研究职员也使用该要领，，，，，，通过缺陷举行水的运输。。。

但问题是，，，，，，这些手艺都处于早期阶段，，，，，，现在来说，，，，，，生产具有大面积缺陷的石墨烯还不太可能。。。

过滤中保存的小孔

膜的使用可能是解决水净化问题最简朴的要领，，，，，，但避免膜中污垢的保存较量难题。。。现实中，，，，，，水含有多种污染物，，，，，，其中微乳剂油特殊容易污染膜，，，，，，必需使用酸或碱洗濯膜，，，，，，甚至将膜洗濯到全新的水平才可以使用。。。

英国工程和物理科学研究委员会(EPSRC)最近推出了价值£4600000的下一代长期性“永世”膜工程。。。包括青石全球科技，，，，，，庄信万丰，，，，，，赢创，，，，，，葛兰素史克，，，，，，英国石油(BP)，，，，，，盎格鲁用水，，，，，，赛文特伦特用水，，，，，，泰晤士水务公司和苏格兰水务在内的若干家公司，，，，，，与曼彻斯特大学联合研发石墨烯质料。。。

向自然学习

石墨烯薄膜也可以应用于水净化领域。。。南卡罗莱纳大学的Miao Yu 和Hang Li模拟鱼鳞的功效和结构，，，，，，制备出完全可恢复的高流量抗污油/水疏散膜。。。

模拟笼罩鱼鳞外貌稀薄黏液层的超薄涂层，，，，，，并连系石墨烯的波片结构和膜的内在粗糙度，，，，，，乐成地再现了鱼鳞的粗糙分层结构。。。

膜性能评估测试批注，，，，，，通过水冲洗膜外貌，，，，，，膜的恢复水平抵达100%，，，，，，与古板膜相比，，，，，，其纯水通量率(膜传输的水量)提高了两个数目级。。。这是由于石墨烯片之间保存间距，，，，，，从而允许水分子使用纳米毛细管作用通过，，，，，，阻隔了污染物。。。

凭证石墨烯水处置惩罚膜手艺，，，，，，公司将其商业化应用，，，，，，预计将直接为海水淡化手艺带来高达90%的节能率。。。另外，，，，，，这项手艺的膜生产历程较为简朴，，，，，，即将石墨烯片直接沉积在现有的过滤质料上。。。

阻止重塑

从商业角度来看，，，，，，将石墨烯涂层应用于现有的过滤介质很有意义。。。可是科学家们经常凭证第一原理，，，，，，试图重塑质料，，，，，，这可能会导致产品的研制时间泛起延误。。。

现在的最乐成的科技产品(如iPod或Uber)的开发没有举行基础数据的重塑。。。直接使用现有的手艺基础设施，，，，，，可以更快的占领产品市场。。。

虽然开发出健全、低本钱、高效的石墨烯过滤系统尚有许多路要走，，，，，，可是基于石墨烯可以举行水的传输，，，，，，我们别无选择。。。也许未来我们可以转变思绪，，，，，，找到其他解决日益严重水�；；；；；牟椒ァ！�。

365速发国际

关于365速发国际

企业文化

科研

工业

科研效果

党建与纪检

研究生作育

新闻中心

联系365速发国际

新闻中心

使用石墨烯净化水