Warstwy tlenku grafenu jako membrany do filtracji wody
Stabilność powłok tlenku grafenu w wodzie jest bardzo istotna podczas ich zastosowania jako membrany do filtracji wody. W wodzie powłoki są naładowane ujemnie, a odpychanie elektrostatyczne zazwyczaj skutkuje rozpadaniem się powłok.
Naukowcy wykazali, iż membrany pozostają stabilne pod wpływem domieszki z jonami metali. Badacze proponują prosty sposób ulepszania i dostosowania właściwości cienkich warstw, poprzez właściwe domieszkowanie.
Badacze, tworząc papiero-podobną membranę, zastosowali metodę filtracji próżniowej w celu zespolenia drobnych płatków tlenku grafenu. Membrany te, w większości przypadków, są wytrzymałe i stabilne w wodzie. Badania nad stabilnością membran doprowadziły naukowców z Northwestern University do kontroli metod i materiałów wykorzystywanych do ich produkcji.
Naukowcy skupili się na porowatych krążkach filtracyjnych tlenek glinu, które są powszechnie stosowane w trakcie produkcji membran. Cenione są ze względu na gładkie, twarde powierzchnie, dyski te celowo zastosowano aby otrzymać równomiernie strukturyzowane membrany. Badacze odkryli jednakże, że dyski korodują i uwalniają jony aluminium podczas tworzenia membrany. Resztki kwasu siarkowego, który stosuje się do wytwarzania tlenku grafenu z grafitu uruchamia korozję. Jony glinu okazały się bardzo przydatne: doprowadzają do usieciowienia ujemnie naładowanych płatków tlenku grafenu i powodują wzmocnienie membran.
Zastosowane, w celu porównania, polimerowe krążki filtracyjne prowadzą do szybkiego rozpadu membran w wodzie. Naukowcy dodają, że pomysł zastosowania glinu do wyługowania membran tlenku glinu i jednocześnie stabilizowania membran tlenku grafenu, jest nie tylko zaskakujący, ale może prowadzić do ulepszenia membran do wielorakiego zastosowania.
Inżynier materiałowy Dan Li z Monash Uniwersytetu (Australia) zauważa, że te dobrze przemyślane eksperymenty wykazują prosty sposób wyprodukowania „papieru” tlenku grafenu do różnych zastosowań.
Źródło: www.cen.acs.org
Tagi: grafen, membrana, woda, filtr
wstecz Podziel się ze znajomymi