База данных применения химических эффектов
основана на ТРИЗ (теория решения изобретательских задач)

На главную страницу | О проекте | Контакты

Вы находитесь здесь: dace.ru / Новости химии / Из графена создали рекордно прочную мембрану для опреснения воды

Архивы новостей:
2008 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2009 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2010 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2011 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2012 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2013 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2014 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2015 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2016 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2017 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь

Из графена создали рекордно прочную мембрану для опреснения воды

Инженеры из MIT создали мембрану на основе одноатомного слоя графена, выдерживающую давление в 100 атмосфер. Такая мембрана может стать хорошим материалом для фильтрования и опреснения соленой воды. Исследование опубликовано в журнале Nano Letters.

До сих пор существует острая нехватка пресной воды в засушливых местах с неразвитой инфраструктурой. Большинство устройств для опреснения или очистки воды основаны на принципе обратного осмоса. В них вода под давлением проходит через мембрану, а соль и другие примеси нет. Обычно, такие мембраны выдерживают максимальное давление около 50-80 атмосфер. При большем давлении они могут повреждаться или слипаться, что сильно снижает их эффективность. Повышение рабочего давления позволит опреснять воду более эффективно и дешево, а также фильтровать остаточный рассол, образующийся при опреснении традиционными методами.

Инженеры предложили следующую конструкцию: лист графена наносится на подложку с большим количеством отверстий или пор. Чем меньше диаметр этих пор, тем большее давление может выдержать графеновый лист. Подобная конструкция уже была смоделирована теоретически, но экспериментально ее до сих пор никто не создавал.



Изображение мембран после испытаний. На левом изображении можно увидеть, что большинство разрушенных областей мембраны располагаются в местах складок графена. Luda Wang et al. / Nano Letters, 2017

Методом химического осаждения из газовой фазы был выращены листы графена толщиной в один атом с нанометровыми порами, созданными ионной бомбардировкой или кислотным травлением. Затем графен с порами помещали на листы пористого поликарбоната. Каждый лист имел заданный диаметр пор от 30 нанометров до 3 микрометров. Полученные графено-поликарбонатные мембраны помещали в герметичную камеру, в верхней части которой они подавали аргон под заданным давлением. В нижней части камеры датчик измерял давление, и по его резкому повышению инженеры могли понять, что часть графена вероятно «порвалась».

Исследователи установили, что при порах от 200 нанометров и меньше графен выдерживает давление свыше 100 атмосфер. Чем меньше диаметр пор, тем большая часть мембран оставалась цела при таком давлении. Это объясняется тем, что чем больше поверхность графенового листа над порой, тем больше молекул газа попадает и давит на него. Исследование на сканирующем электронном микроскопе показало, что в большинстве «порванных» мембран присутсвовали дефекты графена (складки), тогда как бездефектные мембраны показывали в основном хорошие результаты. Инженеры отмечают, что пока они не успели провести испытания новых мембран, однако в предыдущих работах возможность опреснения воды с помощью графена уже была показана — пусть и не при таком высоком давлении.

Источник: http://nplus1.ru
26.04.2017 10:35




dace.ru © 2005-2017 гг.