Kulstoffilm såsom grafen er meget lette, men meget stærke materialer med fremragende anvendelsespotentiale, men kan være svære at fremstille, kræver normalt meget arbejdskraft og tidskrævende strategier, og metoderne er dyre og ikke miljøvenlige.
Med produktionen af en stor mængde grafen har forskere ved Ben Gurion University of the Negev i Israel udviklet en "grøn" grafen-ekstraktionsmetode, der kan anvendes til en bred vifte, for at overvinde vanskelighederne med at implementere de nuværende udvindingsmetoder. af felter, herunder optik, elektronik, økologi og bioteknologi.
Forskere brugte mekanisk dispersion til at udvinde grafen fra det naturlige mineral striolit.De fandt ud af, at mineralet hypofyllit viser gode muligheder for at producere grafen og grafenlignende stoffer i industriel skala.
Kulstofindholdet i hypomphibol kan være anderledes.Ifølge kulstofindholdet kan hypomphibol have forskellige anvendelsespotentialer.Nogle typer kan bruges på grund af deres katalytiske egenskaber, mens andre typer har bakteriedræbende egenskaber.
De strukturelle egenskaber af hypopyroxen bestemmer deres anvendelse i oxidations-reduktionsprocessen, og det kan også bruges til højovnsproduktion og ferrolegeringsproduktion af støbejern (højt silicium).
På grund af dets fysiske og mekaniske egenskaber, bulkdensitet, gode styrke og slidstyrke har hypofyllit også evnen til at adsorbere en række organiske stoffer, så det faktisk kan bruges som filtermateriale.Det demonstrerede også evnen til at eliminere frie radikalpartikler, der kan forurene vandkilder.
Hypopyroxenet viser evnen til at desinficere og rense vand fra bakterier, sporer, simple mikroorganismer og blågrønalger.På grund af dets høje katalytiske og reducerende egenskaber bruges magnesia ofte som adsorbent til spildevandsbehandling.
(a) X13500 forstørrelse og (b) X35000 forstørrelse TEM-billede af den dispergerede hypofyllitprøve.(c) Raman-spektrum for den behandlede hypofyllit og (d) XPS-spektrum for kulstoflinjen i hypofyllitspektret
Grafenekstraktion
For at forberede stenene til grafenekstraktion brugte de to et scanningselektronmikroskop (SEM) til at undersøge tungmetalurenheder og porøsitet i prøverne.De anvendte også andre laboratoriemetoder til at kontrollere den generelle strukturelle sammensætning og tilstedeværelsen af andre mineraler i hypomphibolen.
Efter prøveanalyse og forberedelse var afsluttet, var forskerne i stand til at udvinde grafen fra dioritten efter mekanisk bearbejdning af prøven fra Karelen ved hjælp af en digital ultralydsrenser.
Da et stort antal prøver kan behandles ved hjælp af denne metode, er der ingen risiko for sekundær kontaminering, og efterfølgende prøvebehandlingsmetoder er ikke nødvendige.
Da grafens ekstraordinære egenskaber har været almindeligt kendt i det bredere videnskabelige forskningssamfund, er der udviklet mange produktions- og syntesemetoder.Imidlertid er mange af disse metoder enten flertrinsprocesser eller kræver brug af kemikalier og stærke oxidations- og reduktionsmidler.
Selvom grafen og andre kulstoffilm har vist et stort anvendelsespotentiale og opnået relativ F&U-succes, er processerne, der bruger disse materialer, stadig under udvikling.En del af udfordringen er at gøre grafenudvinding omkostningseffektiv, hvilket betyder, at det er nøglen at finde den rigtige spredningsteknologi.
Denne sprednings- eller syntesemetode er besværlig og miljømæssig uvenlig, og styrken af disse teknologier kan også forårsage defekter i den producerede grafen og derved reducere den forventede fremragende kvalitet af grafen.
Anvendelsen af ultralydsrensere i grafensyntese eliminerer risici og omkostninger forbundet med flertrins- og kemiske metoder.Anvendelsen af denne metode på det naturlige mineral hypofyllit banede vejen for en ny miljøvenlig måde at fremstille grafen på.
Indlægstid: 04-november 2021