石墨烯過濾
⑴ 為什麼說石墨烯可以除霾,是什麼原理
石復墨烯可以除霾制是利用石墨烯的 高吸附性、柔韌性、超薄性以及低廉綠色的優勢,將其作為一種濾材料,用於霧霾細顆粒物 的過濾。潛在產品包括防霧霾口罩、帽子以及紗窗等。同時,石墨烯還可用於空氣凈化器以 及汽車換氣系統中濾膜的開發。
石墨烯是人類發現的首個二維材料, 只有一個碳原子厚度的六角型呈蜂巢晶格的平面薄 膜,雖然石墨烯僅有一個原子的厚度,但它既是最薄的材料,也是最強韌的材料,斷裂強度 比最好的鋼材還要高 200 倍。 而其最大的特性是其中電子的運動速度達到了光速, 遠遠超過 了電子在一般導體中的運動速度。同時它具有非常好的導熱性、電導性、透光性,而且具有 高強度、 超輕薄、 超大比表面積等特性, 又有很好的彈性, 拉伸幅度能達到自身尺寸的 20%。 它是目前自然界最薄、強度最高的材料。
⑵ 石墨烯內芯能過濾煙毒嗎
是一種優質環保的過濾劑,對於煙毒是可以的,可以對煙氣主要有害成分保持較高的吸附率,又能明顯降低濾嘴添加劑引起的吸阻效應。
⑶ 如何提取石墨烯
石墨烯(Graphene)是從石墨材料中剝離出來、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。
制備方法
石墨烯的合成方法主要有兩種:機械方法和化學方法。機械方法包括微機械分離法、取向附生法和加熱SiC的方法 ; 化學方法是化學還原法與化學解離法。
微機械分離法
最普通的是微機械分離法,直接將石墨烯薄片從較大的晶體上剪裁下來。2004年Novoselovt等用這種方法制備出了單層石墨烯,並可以在外界環境下穩定存在。典型制備方法是用另外一種材料膨化或者引入缺陷的熱解石墨進行摩擦,體相石墨的表面會產生絮片狀的晶體,在這些絮片狀的晶體中含有單層的石墨烯。但缺點是此法是利用摩擦石墨表面獲得的薄片來篩選出單層的石墨烯薄片,其尺寸不易控制,無法可靠地製造長度足供應用的石墨薄片樣本。
取向附生法—晶膜生長
取向附生法是利用生長基質原子結構「種」出石墨烯,首先讓碳原子在 1150 ℃下滲入釕,然後冷卻,冷卻到850℃後,之前吸收的大量碳原子就會浮到釕表面,鏡片形狀的單層的碳原子「 孤島」 布滿了整個基質表面,最終它們可長成完整的一層石 墨烯。第一層覆蓋 80 %後,第二層開始生長。底層的石墨烯會與釕產生強烈的交互作用,而第二層後就幾乎與釕完全分離,只剩下弱電耦合,得到的單層石墨烯薄片表現令人滿意。但採用這種方法生產的石墨烯薄片往往厚度不均勻,且石墨烯和基質之間的黏合會影 響碳層的特性。另外Peter W.Sutter 等使用的基質是稀有金屬釕。
加熱SiC方法
該法是通過加熱單晶6H-SiC脫除Si,在單晶(0001) 面上分解出石墨烯片層。具體過程是:將經氧氣或氫氣刻蝕處理得到的樣品在高真空下通過電子轟擊加熱,除去氧化物。用俄歇電子能譜確定表面的氧化物完全被移除後,將樣品加熱使之溫度升高至1250~1450℃後恆溫1min~20min,從而形成極薄的石墨層,經過幾年的探索,Berger等人已經能可控地制備出單層或是多層石墨烯。其厚度由加熱溫度決定,制備大面積具有單一厚度的石墨烯比較困難。
包信和等開發了一條以商品化碳化硅顆粒為原料,通過高溫裂解規模製備高品質無支持(Free standing)石墨烯材料的新途徑。通過對原料碳化硅粒子、裂解溫度、速率以及氣氛的控制,可以實現對石墨烯結構和尺寸的調控。這是一種非常新穎、對實現石墨烯的實際應用非常重要的制備方法。
化學還原法
化學還原法是將氧化石墨與水以1 mg/mL的 比例混合, 用超聲波振盪至溶液清晰無顆粒狀物質,加入適量肼在100℃迴流24 h ,產生黑色顆粒狀沉澱,過濾、烘乾即得石墨烯。Sasha Stankovich 等利用化學分散法製得厚度為1 nm左右的石墨烯。
化學解離法
化學解離法是將氧化石墨通過熱還原的方法制備石墨烯的方法,氧化石墨層間的含氧官能團在一定溫度下發生反應。
將一種或多種氣態物質導入到一個反應腔內發生化學反應,生成一種新的材料沉積在襯底表面。具體方法是將含碳原子的氣體有機物如甲烷(CH4) 、乙炔(C2H2)等在鎳或銅等金屬基體上高溫分解,脫出氫原子的碳原子會沉積吸附在金屬表面連續生長成石墨烯。
迅速放出氣體,使得氧化石墨層被還原的同時解理開,得到石墨烯。這是一種重要的制備石墨烯的方法,天津大學楊全紅等用低溫化學解離氧化石墨的方法制備了高質量的石墨烯。
⑷ 中國已經成功折疊了石墨烯,那麼折疊石墨烯到底有什麼用途
據了解,受到「折紙術」的啟發,折疊操縱常被巧妙地用在很多科學技術前沿領域。類似折疊也同樣適用於石墨烯,理論上,通過對石墨烯的彎曲折疊,可以構築出具有新奇電子學特性的納米結構。石墨烯折疊之後,這些新型的二維原子晶體材料有可能由沒有超導特性變成(有)超導特性,沒有磁性可以變成有磁性。利用這樣一些特性變化去構造功能的量子器件,對未來的應用將會有重要的意義,比如量子計算等等。
1、物理學基礎研究;2、化學感測器3、晶體管;4、柔性顯示屏;5、新能源電池;6、石墨烯過濾器淡化海水;7、儲氫材料;8、航空航天;9、以石墨烯作為感光元件材質的新型感光元件;10、復合材料;11、生物:加速人類骨髓間充質幹細胞的成骨分化。
⑸ 石墨烯能做過濾器嗎
可以,主要是靠靜電吸附的作用來實現
⑹ 石墨烯有機納米過濾膜技術是什麼技術
題主的問題描述過於簡單,我也就目前行業內的現狀和未來可能發展簡單回答下。從技術上來回講,主答要三個大方向;
1、通過調節石墨烯層間距離,從而達到納濾及以上級別的過濾,該技術國內外均有發布於Nature上的論文做參考。
2、通過復合有機膜的方式;此技術相對靠近於題主的 提問。
3、利用石墨烯的π-π鍵吸附特性及羥基、羧基、環氧基和羰基等含氧官能團,對特定的污染物的「主動吸引」作用。
利益相關:廈門凱納石墨烯,有相關技術上的問題可以直接聯系。