淡水化や水処理におけるグラフェンの展望は？ - IROCHEM

2017年、英国と中国の科学者は、グラフェン酸化物の層間隔の制御を達成するために異なる方法を使用してきました。 それは水分子がグラフェン酸化物を通過することができるようになります。 そして塩イオンはブロックされる。 この結果は、淡水化におけるグラフェン酸化物の大きな可能性を示している。

酸化グラフェンは、グラフェンの「双子の弟」です。 2004年以来、英国の物理学者は、大規模なグラファイトから単層グラフェンを抽出するために、実験室で信じられないほどの "リップテープ"法を使用してきました。 これまで、科学者は単層グラフェンが安定しないと理論化しました。 Graphene、科学用語は世界で有名になっています。 わずか10年のうちに、グラフェンの研究が急速に発展しました。 そしてこれらの研究は広い適用範囲を示しています。

グラフェンは "炭素ファミリー"のメンバーです。 これは、六角形のハニカム構造の平面に配置された炭素原子によって形成される層状材料である。 グラフェンの炭素原子は1つだけです。 それは約0.34ナノメートルである。 それは約20万分の1の髪の毛です。 グラフェンは今までにない最も薄い材料であり、2次元の材料としても知られています。

この特別な二次元原子構造のために、グラフェンは、多くの通常の3d材料にはない驚くべき特性を示す。 単層グラフェンの光透過率は97.7％であり、裸眼ではほぼ完全に透明であり、裸眼ではほぼ完全に透明である。 それは優れた熱伝導率を持っています。 そしてそれはダイヤモンドよりも2倍多い。 グラフェンの機械的強度は非常に大きいので、鋼より200倍強力です。 1平方メートルの単層グラフェンをハンモックにすると、安全に猫を運ぶことができます。 グラフェンはまた、優れた電気的特性を有し、銀および銅よりも伝導性が高い。

グラフェンの優れた物理的特性に基づいて、人々はその応用について非常に楽観的です。 ほぼ10年の研究は、グラフェンが多くの分野で大きな応用可能性を有することを示している。 高周波電子デバイス、フレキシブルディスプレイ、電気化学バイオセンサー、新エネルギーバッテリー、スーパーキャパシター、熱伝導材料、航空宇宙および他の分野など。 このため、グラフェンは「ブラックゴールド」と「新素材の王」として知られています。

多くの潜在的な用途において、グラフェンの水浄化技術は理論的に高い実現可能性を有するだけでなく、 しかし、研究室でも多くの画期的な進歩を遂げました。 一般的な伝統的な下水処理材料である活性炭は、細孔が多く、吸着能力が強いことはよく知られている。 グラフェンは特別な層状構造と多孔質構造を持っています。 これは、その吸着容量を活性炭よりもずっと良好にする。 この特殊な構造に基づいて、科学者は活性炭を改質する。 研究されたグラフェンベースの吸着材料には多くの異なる種類があります。 そしてそれらのすべてが超効率的な吸着能力を有する。 数百倍の汚染物質を吸収するだけでなく、リサイクルすることもでき、使用コストを大幅に削減できます。 グラフェンは下水処理と淡水化の新しい方法を提供します。

もちろん、関連機器は良好な腐食保護とスケール除去作業でなければなりません。 HEDPは水処理における主な腐食防止剤である。 それは、鉄、銅および亜鉛のような種々の金属イオンとの安定な錯体を形成することができる。 このため、HEDPは金属表面に酸化物を溶解させることができる。 さらに、HEDPの耐酸性および耐アルカリ性は、他の有機ホスホン酸（塩）よりも優れている。 これは水中に金属イオン、特にカルシウムイオンを有する6つの環キレートを形成することができるので、スケール抑制および明白な溶解効果の良好な効果を有する。 HEDPの詳細については、ウェブサイトを参照してください - www.irohedp.com。

英文の翻訳リンク: 

https://www.irohedp.com/prospects-graphene-desalination-and-water-treatment/