Una nueva película de grafeno puede purificar el agua de manera eficiente
Investigadores científicos de China y Estados Unidos publicaron un artículo en el nuevo número de la revista estadounidense "Science" en el que presentan una película ultrafina y de alta resistencia desarrollada con grafeno y otros materiales, que puede eliminar eficazmente separa el agua de iones de sal y contaminantes orgánicos, y se espera que se utilice en campos como la purificación de agua y la separación y purificación de materias primas químicas.
Según los informes, los materiales bidimensionales como el grafeno, que tienen solo una capa de átomos de espesor, son materiales ideales para construir membranas de nanofiltración ultrafinas. Sin embargo, una sola película de grafeno se verá afectada por problemas como este. Como agrietamiento, por eso es relevante. Siempre ha habido problemas en la investigación sobre cómo lograr una excelente resistencia mecánica y una preparación de grandes áreas sin grietas.
El equipo de Yuan Quan de la Universidad de Wuhan en China y el equipo de Duan Xiangfeng de la Universidad de California en Los Ángeles, colaboraron para utilizar películas de nanotubos de carbono con excelentes propiedades mecánicas y estructuras porosas como capa de soporte mecánico de películas de grafeno. convirtiendo así el grafito en La película ene se segmenta en microdominios, formando estructuras similares a la superficie de un "cubo de agua" arquitectónico, una hoja o el ala de un insecto.
Las investigaciones muestran que este material, llamado "película compuesta de nanotamiz de grafeno/nanotubos de carbono", tiene un tamaño de poro de aproximadamente 0,6 nanómetros, que es más grande que el tamaño de las moléculas de agua (aproximadamente 0,3 nanómetros), pero más pequeño. que algunos El tamaño de los iones de sal metálica (el tamaño de los iones de sodio hidratados es de aproximadamente 0,7 nanómetros) puede separar eficazmente las moléculas de agua y los iones de sal. La tasa de rechazo de iones de sal metálica como sodio, potasio y magnesio puede alcanzar más del 85%. y la materia orgánica en solución acuosa se puede separar eficazmente. La tasa de interceptación de moléculas contaminantes llega al 99%.
Este tipo de membrana tiene una alta permeabilidad. Una membrana de 1 centímetro cuadrado puede producir 1 ml de agua pura por minuto bajo una determinada presión, que es de 10 a 100 veces mayor que algunas membranas similares tradicionales. Sus propiedades mecánicas también son muy buenas y aún puede mantener la integridad estructural, la permeabilidad al agua y otras características bajo deformación por flexión.
Yang Yanbing, primer autor del artículo e investigador de la Universidad de Wuhan, afirma que esta investigación supera las limitaciones de la aplicación práctica de materiales bidimensionales en el campo de la separación y abre una puerta a tecnologías eficientes. separación selectiva.