Вуглецеві плівки, такі як графен, є дуже легкими, але дуже міцними матеріалами з чудовим потенціалом застосування, але їх може бути важко виготовити, зазвичай вимагають багато робочої сили та трудомістких стратегій, а методи дорогі та небезпечні для навколишнього середовища.
У зв’язку з виробництвом великої кількості графену, щоб подолати труднощі, що виникають під час впровадження сучасних методів екстракції, дослідники з Університету Бен-Гуріона в Негеві в Ізраїлі розробили «зелений» метод екстракції графену, який можна застосувати до широкого діапазону галузей, включаючи оптику, електроніку, екологію та біотехнології.
Дослідники використовували механічну дисперсію для вилучення графену з природного мінералу стріоліту.Вони виявили, що мінерал гіпофіліт демонструє хороші перспективи у виробництві графену та графеноподібних речовин у промислових масштабах.
Вміст вуглецю в гіпомфіболі може бути різним.Відповідно до вмісту вуглецю гіпомфібол може мати різні можливості застосування.Деякі типи можна використовувати через їх каталітичні властивості, а інші типи мають бактерицидні властивості.
Структурні особливості гіпопіроксену обумовлюють їх застосування в окислювально-відновних процесах, а також його можна використовувати для доменного виробництва та феросплавного виробництва литого (висококремністого) чавуну.
Завдяки своїм фізико-механічним властивостям, насипній щільності, хорошій міцності та зносостійкості гіпофіліт також має здатність адсорбувати різноманітні органічні речовини, тому його можна фактично використовувати як фільтруючий матеріал.Він також продемонстрував здатність усувати частинки вільних радикалів, які можуть забруднювати джерела води.
Гіпопіроксен виявляє здатність дезінфікувати та очищати воду від бактерій, спор, найпростіших мікроорганізмів і синьо-зелених водоростей.Завдяки високим каталітичним і відновним властивостям магнезію часто використовують як адсорбент для очищення стічних вод.
(a) Збільшення X13500 і (b) збільшення X35000 TEM зображення диспергованого зразка гіпофіліту.(c) Раманівський спектр обробленого гіпофіліту та (d) XPS-спектр вуглецевої лінії в спектрі гіпофіліту
Добування графену
Щоб підготувати гірські породи до екстракції графену, вони використали скануючий електронний мікроскоп (SEM), щоб дослідити домішки важких металів і пористість у зразках.Вони також застосували інші лабораторні методи для перевірки загального структурного складу та наявності інших мінералів у гіпомфіболі.
Після завершення аналізу та підготовки зразка дослідники змогли витягти графен з діориту після механічної обробки зразка з Карелії за допомогою цифрового ультразвукового очищувача.
Оскільки за допомогою цього методу можна обробити велику кількість зразків, немає ризику вторинного забруднення, і подальші методи обробки зразків не потрібні.
Оскільки надзвичайні властивості графену були широко відомі в широкому науковому співтоваристві, було розроблено багато методів виробництва та синтезу.Однак багато з цих методів є або багатоступінчастими процесами, або вимагають використання хімікатів і сильних окислювачів і відновників.
Хоча графен та інші вуглецеві плівки продемонстрували великий потенціал застосування та досягли відносного успіху в дослідженнях і розробках, процеси з використанням цих матеріалів все ще знаходяться в стадії розробки.Частково завдання полягає в тому, щоб зробити видобуток графену економічно ефективним, а це означає, що пошук правильної технології дисперсії є ключовим.
Цей метод дисперсії або синтезу трудомісткий і нешкідливий для навколишнього середовища, і міцність цих технологій також може спричинити дефекти у виробленому графені, тим самим знижуючи очікувану чудову якість графену.
Застосування ультразвукових очисників у синтезі графену усуває ризики та витрати, пов’язані з багатостадійними та хімічними методами.Застосування цього методу до природного мінералу гіпофіліту проклало шлях для нового екологічно чистого способу виробництва графену.
Час публікації: 04 листопада 2021 р