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  • 世界新資訊:研究:石墨烯上的“納米海綿”可成為工業(yè)廢水的高效過濾器

    時間:2022-08-05 16:35:34 來源: cnBeta.COM



    (資料圖)

    新過濾器的關鍵是一類叫做共價有機框架(COFs)的材料。這些結構是非常多孔的,使它們在很小的空間內擁有巨大的表面積,這意味著它們能有效地抓住大量的分子。被稱為金屬有機框架(MOFs)的相關材料正被研究用于碳捕獲、海水淡化或從稀薄的空氣中提取飲用水,而COFs可能具有一系列類似的功能。

    在這項新的研究中,研究人員專注于使用COFs來去除水中的有機染料。這些化學品是工業(yè)廢水的常見污染物,可能具有毒性和致癌性--更不用說難以去除。

    該團隊調整了COFs,使其有選擇地抓住有機染料分子。這涉及到使孔的形狀和大小合適--在0.8和1.6納米之間--并使其表面帶負電,以吸引帶正電的染料分子。

    但是還有一個障礙需要克服。當這種材料以粉狀形式使用時,外緣的孔隙首先被分子填滿,而中間的孔隙則是空的,基本上沒有用處。因此,該團隊開發(fā)了一種方法,通過在石墨烯薄片上種植COFs來分散它。

    最終的結果是在石墨烯的單原子層上形成了兩納米厚的COFs層,這增加了該材料容納有機染料分子的最大容量。石墨烯本身具有相當大的孔隙,允許水快速流過,同時COFs發(fā)揮其作用。

    研究人員表示:“因此,石墨烯網(wǎng)絡的大孔與超薄的COFs層及其大量的吸附點相結合,能夠實現(xiàn)特別快速和高效的廢水處理?!?/p>

    研究小組表示,這項技術應該也是相當便宜的。不需要使用太多的石墨烯,而且COFs可以被清理出來并重新使用。

    該研究發(fā)表在《Angewandte Chemie》雜志上。


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