低成本的石墨烯-铁过滤器，选择性分离气态混合物

（文章来源：科技报告与资讯）

新南威尔士大学（UNSW）的研究人员制作出了一种新型低成本石墨烯基膜，可以选择性地调整以分离不同的气体，石墨烯基膜是一种用于工业领域气体或液体分离的过滤器。

由Rakesh Joshi博士领导的研究团队希望，能够使用这种过滤器来分离和捕获被视为废物的气体，从而改善我们利用废气资源的方式。该论文本月发表在《Advanced Materials》上，介绍了该过滤器实验室中的发现和制作过程。研究人员希望进一步开发该过滤器，以使其可用于工业。团队还研究了与现有主流过滤器不同的含铁氧化石墨烯过滤器。

首席研究员Rakesh Joshi博士说：“石墨烯是一种以蜂窝状形式形成的碳原子薄片，被认为是一种比钢强度还高的神奇材料。在这项工作中，我们利用膜的超薄特性将铁掺入氧化石墨烯过滤器中。我们发现这样做可以增强氧化石墨烯的气体传输能力。事实证明，向氧化石墨烯膜中添加铁（这就是我们所说的过渡金属）可以比其他类型的过滤器更有效地分离出不同的气体。特别是，这种材料非常擅长提高渗透率，即气体分子通过过滤器的传输速度和选择性，这代表了在运输过程中从混合物中分离出气体的效率。新型过滤器在选择性方面性能是非常突出的。”

研究人员说，本文所述的过滤器还能够选择性地从氮气中分离二氧化碳，实现有价值资源的回收。

文章的第一作者Xioheng Jin说：“高纯度的氮广泛用于材料加工（例如，半导体制造）以及电子、合成和医疗行业。二氧化碳是气体产品中最常规的杂质之一。目前大多数去除CO 2的方法会产生有害化学物质，从氮气中分离CO 2具有重要的工业价值，特别是对于温室气体的排放，例如电厂产生的燃烧废气，使用现有技术一直是一个挑战。”

鉴于良好的实验结果，研究人员希望将新型过滤器应用于二氧化碳与氮气和其他气体的分离，并帮助他们开发出将此类新型过滤器用于各种应用的新型工业解决方案。

该论文的合著者Tobias Foller表示：“这一发现为基于石墨烯的材料在气体净化行业中的应用提供了新的机会。我们认为该过滤器可以应用于天然气分离行业。”该团队目前正在用其他类型的金属测试相同的原理。Xioheng Jin说：“所有其他尚未研究的过渡金属都有很大的可能性，可以植入石墨烯基结构中并提供优良的气体分离性能。”

在2018年，Joshi博士的团队还成功展示了一种基于石墨烯的实验室规模的过滤器，该过滤器可以去除常规饮用水处理过程中留下的超过99％的普遍存在的天然有机物。
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