Uhlíkové filmy, jako je grafen, jsou velmi lehké, ale velmi pevné materiály s vynikajícím aplikačním potenciálem, ale může být obtížné je vyrobit, obvykle vyžadují mnoho lidské síly a časově náročné strategie a metody jsou drahé a nejsou šetrné k životnímu prostředí.
S produkcí velkého množství grafenu, za účelem překonání obtíží, s nimiž se setkáváme při zavádění současných extrakčních metod, vyvinuli vědci z Ben Gurion University of the Negev v Izraeli „zelenou“ metodu extrakce grafenu, kterou lze aplikovat na širokou škálu oborů včetně optiky, elektroniky, ekologie a biotechnologie.
Vědci použili mechanickou disperzi k extrakci grafenu z přírodního minerálu striolitu.Zjistili, že minerální hypofylit vykazuje dobré vyhlídky při výrobě průmyslového grafenu a látek podobných grafenu.
Obsah uhlíku v hypomfibolu může být různý.Podle obsahu uhlíku může mít hypomfibol různé aplikační potenciály.Některé typy mohou být použity pro jejich katalytické vlastnosti, zatímco jiné typy mají baktericidní vlastnosti.
Strukturní charakteristiky hypopyroxenu určují jeho použití v oxidačně-redukčním procesu a lze jej také použít pro vysokopecní výrobu a výrobu feroslitin lité (vysokokřemíkové) litiny.
Díky svým fyzikálním a mechanickým vlastnostem, objemové hmotnosti, dobré pevnosti a odolnosti proti opotřebení má hypofylit také schopnost adsorbovat různé organické látky, takže může být skutečně použit jako filtrační materiál.Prokázala také schopnost eliminovat částice volných radikálů, které mohou kontaminovat vodní zdroje.
Hypopyroxen vykazuje schopnost dezinfikovat a čistit vodu od bakterií, spor, jednoduchých mikroorganismů a modrozelených řas.Díky svým vysokým katalytickým a redukčním vlastnostem se magnézie často používá jako adsorbent pro čištění odpadních vod.
(a) X13500 zvětšení a (b) X35000 TEM snímek rozptýleného vzorku hypofylitu.(c) Ramanovo spektrum ošetřeného hypofylitu a (d) XPS spektrum uhlíkové linie ve spektru hypofylitů
Extrakce grafenu
K přípravě hornin pro extrakci grafenu použili dva skenovací elektronový mikroskop (SEM) k prozkoumání nečistot a poréznosti těžkých kovů ve vzorcích.Použili také další laboratorní metody ke kontrole obecného strukturního složení a přítomnosti dalších minerálů v hypomfibolu.
Po dokončení analýzy a přípravy vzorku byli vědci schopni extrahovat grafen z dioritu po mechanickém zpracování vzorku z Karélie pomocí digitální ultrazvukové čističky.
Vzhledem k tomu, že touto metodou lze zpracovat velké množství vzorků, nehrozí sekundární kontaminace a následné metody zpracování vzorků nejsou nutné.
Vzhledem k tomu, že mimořádné vlastnosti grafenu jsou široce známé v širší vědecké výzkumné komunitě, bylo vyvinuto mnoho metod výroby a syntézy.Mnohé z těchto metod jsou však buď vícestupňové procesy, nebo vyžadují použití chemikálií a silných oxidačních a redukčních činidel.
Přestože grafen a další uhlíkové filmy prokázaly velký aplikační potenciál a dosáhly relativního úspěchu ve výzkumu a vývoji, procesy využívající tyto materiály jsou stále ve vývoji.Součástí výzvy je učinit extrakci grafenu nákladově efektivní, což znamená, že nalezení správné technologie rozptylování je klíčem.
Tato metoda disperze nebo syntézy je pracná a nešetrná k životnímu prostředí a síla těchto technologií může také způsobit defekty ve vyrobeném grafenu, a tím snížit očekávanou vynikající kvalitu grafenu.
Použití ultrazvukových čističů při syntéze grafenu eliminuje rizika a náklady spojené s vícekrokovými a chemickými metodami.Aplikace této metody na přírodní minerál hypofylit otevřela cestu pro nový způsob výroby grafenu šetrný k životnímu prostředí.
Čas odeslání: List-04-2021