Углеродные пленки, такие как графен, являются очень легкими, но очень прочными материалами с отличным потенциалом применения, но могут быть сложными в производстве, обычно требуют много рабочей силы и трудоемких стратегий, а методы дороги и неэкологичны.
С производством большого количества графена, чтобы преодолеть трудности, возникающие при внедрении современных методов извлечения, исследователи из Университета Бен-Гуриона в Негеве в Израиле разработали «зеленый» метод извлечения графена, который можно применять к широкому спектру областей, включая оптику, электронику, экологию и биотехнологию.
Исследователи использовали механическое диспергирование для извлечения графена из природного минерального стриолита.Они обнаружили, что минерал гипофиллит имеет хорошие перспективы для производства графена и графеноподобных веществ в промышленных масштабах.
Содержание углерода в гипофиболе может быть разным.В зависимости от содержания углерода гипофибол может иметь различный потенциал применения.Некоторые типы могут использоваться из-за их каталитических свойств, в то время как другие типы обладают бактерицидными свойствами.
Структурные особенности гипопироксена определяют его применение в окислительно-восстановительном процессе, а также он может быть использован для доменного производства и ферросплавного производства литого (высококремнистого) чугуна.
Благодаря своим физико-механическим свойствам, насыпной плотности, хорошей прочности и износостойкости гипофиллит также обладает способностью адсорбировать различные органические вещества, поэтому его можно реально использовать в качестве фильтрующего материала.Он также продемонстрировал способность устранять частицы свободных радикалов, которые могут загрязнять источники воды.
Гипопироксен проявляет способность обеззараживать и очищать воду от бактерий, спор, простейших микроорганизмов и сине-зеленых водорослей.Благодаря своим высоким каталитическим и восстановительным свойствам магнезия часто используется в качестве адсорбента для очистки сточных вод.
(a) увеличение X13500 и (b) увеличение X35000 ПЭМ-изображение диспергированного образца гипофиллита.(c) Спектр комбинационного рассеяния обработанного гипофиллита и (d) XPS-спектр линии углерода в спектре гипофиллита.
Извлечение графена
Чтобы подготовить породы для извлечения графена, они использовали сканирующий электронный микроскоп (СЭМ) для изучения примесей тяжелых металлов и пористости в образцах.Они также применили другие лабораторные методы для проверки общего структурного состава и наличия других минералов в гипомфиболе.
После того, как анализ и подготовка образца были завершены, исследователи смогли извлечь графен из диорита после механической обработки образца из Карелии с помощью цифрового ультразвукового очистителя.
Поскольку этим методом можно обработать большое количество проб, отсутствует риск вторичного загрязнения и не требуются последующие методы обработки проб.
Поскольку экстраординарные свойства графена были широко известны в более широком научном сообществе, было разработано множество методов производства и синтеза.Однако многие из этих методов либо являются многоступенчатыми, либо требуют использования химических веществ и сильных окислителей и восстановителей.
Хотя графен и другие углеродные пленки продемонстрировали большой потенциал применения и достигли относительных успехов в исследованиях и разработках, процессы с использованием этих материалов все еще находятся в стадии разработки.Часть задачи состоит в том, чтобы сделать извлечение графена рентабельным, а это означает, что поиск правильной технологии дисперсии является ключевым моментом.
Этот метод диспергирования или синтеза является трудоемким и небезопасным для окружающей среды, а сила этих технологий также может вызывать дефекты в производимом графене, тем самым снижая ожидаемое превосходное качество графена.
Применение ультразвуковых очистителей при синтезе графена устраняет риски и затраты, связанные с многостадийными и химическими методами.Применение этого метода к природному минералу гипофиллиту проложило путь к новому экологически безопасному способу производства графена.
Время публикации: ноябрь-04-2021