Folie węglowe, takie jak grafen, są bardzo lekkimi, ale bardzo wytrzymałymi materiałami o doskonałych możliwościach zastosowań, ale mogą być trudne w produkcji, zwykle wymagają dużej siły roboczej i czasochłonnych strategii, a metody są drogie i nie są przyjazne dla środowiska.
Dzięki produkcji dużej ilości grafenu, aby przezwyciężyć trudności napotykane przy wdrażaniu obecnych metod ekstrakcji, naukowcy z Ben Guriona University of the Negev w Izraelu opracowali „zieloną” metodę ekstrakcji grafenu, którą można zastosować w szerokim zakresie dziedzin, w tym optyki, elektroniki, ekologii i biotechnologii.
Naukowcy wykorzystali dyspersję mechaniczną do ekstrakcji grafenu z naturalnego striolitu mineralnego.Odkryli, że mineralny hipofilit ma dobre perspektywy w produkcji grafenu na skalę przemysłową i substancji podobnych do grafenu.
Zawartość węgla w hipomfibolu może być różna.W zależności od zawartości węgla hipomfibol może mieć różne potencjały zastosowań.Niektóre typy mogą być stosowane ze względu na ich właściwości katalityczne, podczas gdy inne mają właściwości bakteriobójcze.
Właściwości strukturalne hipopiroksenów determinują ich zastosowanie w procesie utleniania-redukcji, a także mogą być wykorzystywane do produkcji wielkopiecowej i żelazostopów z żeliwa odlewanego (wysokokrzemowego).
Ze względu na swoje właściwości fizyczne i mechaniczne, gęstość nasypową, dobrą wytrzymałość i odporność na zużycie, hipofilit ma również zdolność adsorbowania różnych substancji organicznych, dzięki czemu może być faktycznie stosowany jako materiał filtracyjny.Wykazano również zdolność do eliminowania cząstek wolnych rodników, które mogą zanieczyszczać źródła wody.
Hipopiroksen wykazuje zdolność do dezynfekcji i oczyszczania wody z bakterii, zarodników, prostych mikroorganizmów i sinic.Ze względu na swoje wysokie właściwości katalityczne i redukujące, magnezja jest często wykorzystywana jako adsorbent do oczyszczania ścieków.
( a ) powiększenie X13500 i ( b ) obraz TEM w powiększeniu X35000 rozproszonej próbki hipofilitu.(c) Widmo Ramana traktowanego hipofilitu i (d) Widmo XPS linii węgla w widmie hipofilitu
Ekstrakcja grafenu
Aby przygotować skały do ekstrakcji grafenu, obaj wykorzystali skaningowy mikroskop elektronowy (SEM) do zbadania zanieczyszczeń metalami ciężkimi i porowatości w próbkach.Zastosowali również inne metody laboratoryjne, aby sprawdzić ogólny skład strukturalny i obecność innych minerałów w hipomfiboli.
Po zakończeniu analizy i przygotowaniu próbek, naukowcom udało się wyekstrahować grafen z diorytu po mechanicznej obróbce próbki z Karelii za pomocą cyfrowej myjki ultradźwiękowej.
Ponieważ tą metodą można przetworzyć dużą liczbę próbek, nie ma ryzyka wtórnego zanieczyszczenia, a kolejne metody obróbki próbek nie są wymagane.
Odkąd niezwykłe właściwości grafenu stały się powszechnie znane w szerszym środowisku naukowym, opracowano wiele metod produkcji i syntezy.Jednak wiele z tych metod to procesy wieloetapowe lub wymagają użycia chemikaliów oraz silnych środków utleniających i redukujących.
Chociaż grafen i inne folie węglowe wykazały ogromny potencjał zastosowań i osiągnęły względny sukces badawczo-rozwojowy, procesy wykorzystujące te materiały są nadal w fazie rozwoju.Częściowym wyzwaniem jest sprawienie, by wydobycie grafenu było opłacalne, co oznacza, że kluczem jest znalezienie odpowiedniej technologii dyspersji.
Ta metoda dyspersji lub syntezy jest pracochłonna i nieprzyjazna dla środowiska, a siła tych technologii może również powodować defekty w produkowanym grafenie, obniżając tym samym oczekiwaną doskonałą jakość grafenu.
Zastosowanie myjek ultradźwiękowych w syntezie grafenu eliminuje ryzyko i koszty związane z metodami wieloetapowymi i chemicznymi.Zastosowanie tej metody do naturalnego minerału hipofilitu utorowało drogę nowemu, przyjaznemu dla środowiska sposobowi produkcji grafenu.
Czas postu: 04-lis-2021