Filmy węglowe, takie jak grafen, są bardzo lekkie, ale bardzo mocne materiały o doskonałym potencjale zastosowania, ale mogą być trudne do produkcji, zwykle wymagają dużej siły roboczej i czasochłonnych strategii, a metody są drogie i nie przyjazne dla środowiska.
Wraz z produkcją dużej ilości grafenu, aby przezwyciężyć trudności napotkane podczas wdrażania obecnych metod ekstrakcji, naukowcy z Ben Gurion University of the Negev w Izraelu opracowali „zieloną” metodę ekstrakcji grafenu, którą można zastosować do szerokiego zakresu pól, w tym optyki, elektroniki, ekologii i biotechnologii.
Naukowcy wykorzystali dyspersję mechaniczną do wydobywania grafenu z naturalnego minerałowego strialitu. Odkryli, że mineralny hipofilis wykazuje dobre perspektywy w produkcji grafenu i substancji grafenu.
Zawartość węgla hipomfiboli może być inna. Według zawartości węgla hipomfibol może mieć różne potencjały zastosowania. Niektóre typy mogą być stosowane w ich właściwościach katalitycznych, podczas gdy inne typy mają właściwości bakteriobójcze.
Charakterystyka strukturalna hipopiroksenu określa ich zastosowanie w procesie redukcji utleniania, a może być również stosowana do produkcji wielokrotnego pieca i produkcji żelaza odlewu (wysoki krzem).
Ze względu na jego właściwości fizyczne i mechaniczne, gęstość luzem, dobrą wytrzymałość i odporność na zużycie, hipofilit ma również zdolność do adsorbowania różnych substancji organicznych, dzięki czemu można go faktycznie stosować jako materiał filtracyjny. Wykazało również zdolność do wyeliminowania cząstek wolnych rodników, które mogą zanieczyścić źródła wody.
Hipopyroksen pokazuje zdolność dezynfekującego i oczyszczania wody z bakterii, zarodników, prostych mikroorganizmów i niebiesko-zielonych glonów. Ze względu na wysokie właściwości katalityczne i redukujące magnezja jest często stosowana jako adsorbent do oczyszczania ścieków.
(a) Powiększenie x13500 i (b) X35000 powiększenie obraz zdyspergowanej próbki HypofoLlite. (c) Widmo ramanowskie leczonych hipofilite i (d) widmo XPS linii węglowej w widmie hipofilitu
Ekstrakcja grafenowa
Aby przygotować skały do ekstrakcji grafenu, obaj zastosowali skaningowy mikroskop elektronowy (SEM) do zbadania zanieczyszczeń i porowatości metali ciężkich w próbkach. Zastosowali także inne metody laboratoryjne w celu sprawdzenia ogólnego składu strukturalnego i obecności innych minerałów w hipomfiboli.
Po zakończeniu analizy próbki i przygotowaniu naukowcy byli w stanie wyodrębnić grafen z diorytu po mechanicznym przetworzeniu próbki z Karelii przy użyciu cyfrowego ultradźwiękowego czyszcznika.
Ponieważ dużą liczbę próbek można przetwarzać przy użyciu tej metody, nie ma ryzyka wtórnego zanieczyszczenia, a późniejsze metody przetwarzania próbek nie są wymagane.
Ponieważ niezwykłe właściwości grafenu były powszechnie znane w szerszej społeczności badań naukowych, opracowano wiele metod produkcji i syntezy. Jednak wiele z tych metod jest albo procesami wieloetapowymi, albo wymaga stosowania chemikaliów oraz silnych środków utleniania i redukujących.
Chociaż grafen i inne filmy węglowe wykazały duży potencjał zastosowania i osiągnęły względny sukces badań i rozwoju, procesy wykorzystujące te materiały są nadal opracowywane. Częścią wyzwania jest sprawienie, aby ekstrakcja grafenu była opłacalna, co oznacza, że znalezienie odpowiedniej technologii dyspersji jest kluczem.
Ta metoda dyspersji lub syntezy jest pracochłonna i nieprzyjazna dla środowiska, a siła tych technologii może również powodować wady w wytwarzanym grafenie, zmniejszając w ten sposób oczekiwaną doskonałą jakość grafenu.
Zastosowanie ultradźwiękowych środków czyszczących w syntezie grafenu eliminuje ryzyko i koszty związane z metodami wieloetapowymi i chemicznymi. Zastosowanie tej metody do naturalnego mineralnego hipofilitu utorowało drogę do nowego przyjaznego dla środowiska sposobu produkcji grafenu.
Czas po: 04-2021
