登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
在2004年,英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈˙杰姆和克斯特亚˙诺沃消洛夫,他们从高定向热解石墨中剥离出石墨片,将石墨薄片的两面粘在一种特殊的胶带上,撕开胶带,将石墨片一分为二,不断地这样操作,薄片越来越薄,最后他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片,这就是石墨烯。
石墨烯是目前最结实的材料之一,具有很好的导热性及极高的电子迁移率,它能够作为电极材料、传感器、储氢材料。
石墨烯及其复合材料的特性和制备方法
随着科学技术的不断发展,石墨烯在制备方面已经取得了巨大进步,其制备过程一般是:石墨-氧化石墨-氧化石墨烯-石墨烯。由于石墨烯的结构十分稳定、导热系数也极高、同时还是目前自然界中强度最大的物质,因此它具有较良好的导电性、导热性和机械特性。
目前,石墨烯的制备方法常见的有化学气相沉积法、晶体外延生长法、胶体悬浮液法以及微机械剥离法等。应用于水处理中的石墨烯一般采用化学方法来进行制备,又由于要考虑制备成本及规模,通常使用的是氧化还原法。氧化石墨烯正常情况下是由石墨经过化学氧化和超声制备而得,由于石墨的来源广泛,较为廉价,氧化石墨烯利于大规模化的生产,并且氧化石墨烯具有羟基、羧基和环氧基等含氧基团,具有亲水性,能够相溶于多种容积,很适合应用于水处理工程中。
目前常见的石墨氧化法的基本原理是用强酸对石墨进行处理,使之形成石墨层间化合物,再把强氧化剂加入其中对其进行氧化,最为常见的就是Hummers法,它能有效减少制备的时间,提高安全性。
在水处理工程的应用中,石墨烯自身的憎水性及易聚集性约束了它的应用范围,因此研究具有较强的亲水性和生物相容性的复合材料,是目前石墨烯材料的具体研究方向。在制备石磨洗复合材料时,首先要知道石墨烯的表面是稳定惰性的,很难与溶剂相溶,也不能和其他无机(有机)材料进行复合,因此首先要把氧化石墨烯和纳米材料进行复合,再对复合后的材料进行还原,即可获得石墨烯复合材料。
石墨烯及其复合材料在水处理中的应用
石墨烯及其复合材料主要作为水处理工程中的吸附剂。石墨烯不止拥有良好的储氢能力,还能用于气体分子传感器,它主要吸附无极阴离子和有机物这两种污染物。大分子的有机污染物能够和石墨烯表面的基团相互作用,生成稳定的复合物,石墨烯对于这种污染物的吸附能力较强,因此较多学着对石墨烯吸附去除有机染料进行了研究。
相较于其他纳米材料,石墨烯的吸附能力更强,甲级蓝由于具有大分子和苯环,石墨烯的吸附速度更快,吸附容量更大。另外,当进行过五次吸附-脱附循环后,石墨烯对甲基蓝的吸附效果依然保持不变。其中要注意,由于有机染料和石墨烯间电子传递的速度和作用机理不同,表面带正电荷的有机物和石墨烯之间的电子传递速度更快。
石墨烯的功能化不仅可以对石墨烯的边缘或缺点进行化学修饰,连入新的官能团或分子链,还可以在分子间的相互作用力或离子键作用的基础上,引入修饰分子或离子,加强石墨烯在溶剂中稳定分散的能力。功能化石墨烯对无机污染物的研究扩大了它在水处理工程中的应用范围。
氧化石墨烯和壳聚糖形成的复合材料对金属污染物的吸附能力更强,经过试验表明,氧化石墨烯/壳聚糖对于金元素和钯元素这两种金属离子的吸附是在自发和放热的过程中进行的,并且适用的pH值范围较大,脱附的过程也比较高效。
氧化石墨烯和磁性材料生成的复合材料能够加强材料的表面性能,具有更强的吸附性,这种复合材料的吸附能力主要由pH值和离子强度决定。并且这种复合材料性质较为稳定,容易再生,在反复利用多次之后,吸附能力也能恢复到原始饱和吸附容量的90%左右。氧化石墨烯和磁性材料生成的复合材料最明显的优势是对环境污染性极小,可降解,吸附速度较快且易分离。
还原氧化石墨烯在水处理工程中的应用也较为广泛。还原氧化石墨烯一般可以用化学法、热剥离法、紫外光辐射法及微波法等方法把氧化石墨烯表面的某些基团还原就可以获得。因为膨化的氧化石墨烯表面含有羟基、羧基和环氧基等含氧基团且带有负电荷,对于吸附阳离子性的染料具有很好的效果,但是对于吸附阴离子性的染料的效果不太好。
研究人员经过之言发现静电作用在吸附去除有机染料的过程中起着极为重要的作用,其中要特别注意的是,采用不同的还原方法制备的还原氧化石墨烯会有不一样的表面电势,这将会影响它们在水处理工程中的应用。
此外,由于石墨烯具有较为优秀的电子传输性,在光电转化和光催化工程中把石墨烯类碳材料与光催化材料进行结合之后,应用于水处理工程中,这样就能有效发挥两种材料的协同效应。与在水中和极性溶剂中较难分散的石墨烯相比,氧化石墨烯由于其表面含有较多的含氧基团,有很好的亲水性,能通过功能基团与其他聚合物稳固结合形成复合物,能够稳定的分散在水溶液中,制备过程简单,利于大规模生产。
氧化石墨烯不止能够和乙烯醇聚合物及聚氧化乙烯等水溶性聚合物复合,还能同姑婆水溶性乳胶法获得新复合材料。氧化石墨烯表面的环氧基、羟基、羧基等含氧基团可与金属离子,特别是多价金属离子进行络合反应,并且氧化石墨烯还能够与有机污染物相互作用,所以氧化石墨烯还可以除去水中的金属和有机污染物。另外与碳纳米管相比较,氧化石墨烯的制备成本更低,制备过程也更简单。具体的二氧化硅/石墨烯复合材料合成路线图如图2所示,为此类研究作参考。
二氧化钛与氧化石墨烯生成的复合材料除了可以加大吸附能力、加强电子传输能力之外还能提高二氧化钛的光催化性,经研究表明,二氧化钛和氧化石墨烯的复合方法很多,复合形成的新复合材料的去污能力更强。
结束语
就目前的这些研究而言,石墨烯及其复合材料在水处理中的应用的关键突破在于材料和环境治理的交叉研究。研究新型的石墨烯复合材料主要是按照材料自身的去污的特性,和石墨烯类碳材料复合,加强材料在吸附、电子传递及还原等方面的能力。
另外,石墨烯及其复合材料的稳定性不高,制备大量而稳定的石墨烯复合材料也是石墨烯应用于水处理的主要问题。为了使石墨烯及其复合材料广泛地应用于水处理工程中,仍然需要科研人员的不断探索与实践。
延伸阅读:
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
产业界对硫化物全固态电池的参与热情高涨,称其已进入商业化的“最后一公里”。然而,现实似乎更为复杂。一项即将成熟的电池技术,其上下游关键材料理应出现更明确的突破与工程化信号,但为何在新一代集流体领域,我们看到的却是路径分化、充满不确定性的景象?理论与现实之间的“温差”,或许揭示了集
6月19日,《2025年中国电器行业系列白皮书》(以下简称“《白皮书》”)发布会在上海隆重举行。正泰连续五年蝉联六星企业,并以市占率15.5%,内资第一的优势领跑,通过“技术创新+全球化布局”双轮驱动,持续扩大市场领先优势。本次活动由中国电器工业协会指导,知名工业研究机构格物致胜主导发布,吸
近期,全国首座LONGiHiROOFS工商业光伏电站,山东恒圣新材料有限公司二期光伏项目成功并网发电。作为一家专注于石墨烯新材料及光伏新能源产品研发、生产与销售的高新技术企业,恒圣新材料在业务高速发展中,面临用电成本攀升、稳定性需求高和节能减排的多重压力。这座光伏电站的落成,不仅为企业自身解
自汽车形成工业,价格战的硝烟从未真正褪去。1908年,福特T型车在美国上市,售价850美元,是同期汽车售价的一半。数年内,福特开启大规模降价,1913年更是推出全球第一条汽车流水线,将T型车价格压低至265美元,将汽车从贵族阶层的玩具,变成了普通工人的代步工具。彼时的汽车工业,正处于一场由价格战
6月11日,全球瞩目的清洁能源盛会——SNECPV+第十八届(2025)国际太阳能光伏与智慧能源(上海)大会暨展览会在上海国家会展中心隆重举行。正泰携全产业链新能源解决方案亮相,重点展示了光伏地面电站、海上风电,户用光伏,光储充一体化等新能源系统解决方案及E系列新能源专用产品,覆盖新型电力系统"发
日前,《阳泉市能源领域碳达峰实施方案》印发。方案提出,锚定2060年前实现碳中和的远景目标,按照力争2030年前实现碳达峰目标进行安排部署。关于印发《阳泉市能源领域碳达峰实施方案》的通知各县(区)人民政府、高新区管委会,市直有关单位,各有关企业:为全面贯彻落实市委、市政府关于碳达峰、碳中
6月6日,阳泉市能源局关于印发《阳泉市能源领域碳达峰实施方案》的通知,通知指出,大力推进风光新能源建设。充分利用各类国土空间资源,统筹优化布局,梳理全市风光资源现状及开发潜力。坚持集中式与分布式开发并举,全面推进风电、光伏发电大规模开发利用和高质量发展,逐步带动新能源产业链延伸发展
以绿色之名,汇智启程。6月11日至13日,全球瞩目的清洁能源盛会——SNECPV+第十八届(2025)国际太阳能光伏与智慧能源(上海)大会暨展览会将在上海国家会展中心隆重举办。本届SNEC展布展规模达38万平米,来自全球95个国家和地区共3600余家企业参展,其中国际展商比例占30%。正泰以“绿源+智网共建新型
北极星储能网获悉,6月6日,阳泉市能源局印发《阳泉市能源领域碳达峰实施方案》,提到,鼓励大数据中心、电动汽车充(换)电站、虚拟电厂运营商以及储能运营商作为市场主体参与用户侧储能项目建设。积极构建多层次智能电力系统调度体系,提高电网调度智能化水平。到2025年,全市实现快速灵活的需求侧响
6月3日,浙江省市场监督管理局关于征集2025年标准化战略重大项目和标准稳链项目需求建议的通知,通知指出,聚焦传统产业转型升级、新兴产业发展培育、未来产业超前布局,选取具有较好基础和发展前景的行业开展标准稳链项目。通过项目建设,推动建立本行业(领域)链主企业为主、产业链链员企业、技术机
在新能源行业,从来没有一种电池能解决所有问题。大储追求低度电成本和长循环寿命;工商储注重模块化灵活配置,同时兼顾高安全性和经济性;动力电池聚焦快充、高能量密度和超长循环——不同的场景,对电池性能的要求不甚相同。如果试图用单一技术路线满足所有需求,就像用同一把钥匙开所有的锁,结果只
日前,江苏通州湾示范区临港污水处理厂EPC工程总承包项目招标公告发布。该项目新建污水处理厂总设计规模2×104m3/d,本次一期工程设计规模1.0×104m3/d,中水回用率30%,具体内容详见设计任务书及发包人要求。合同估算价:24259万元。通州湾示范区临港污水处理厂EPC工程总承包项目招标公告1.招标条件本
5月30日,倍杰特集团股份有限公司发布《关于喀什市城北供水保障能力提升工程及污水处理厂建设项目签订BOT特许经营协议暨重大合同进展的公告》。公告显示,倍杰特已与喀什市水利局签订《喀什地区喀什市城北供水保障能力提升工程及污水处理厂建设项目BOT特许经营协议》。据悉,2025年4月19日,倍杰特集团
日前,淄博淄川鲁维制药1×5万千瓦背压机组热电联产项目脱硫、除尘及锅炉补给水处理工程(标段二)中标候选人公示。标段(包)[001]脱硫+湿式电除尘系统采购及安装工程:中标候选人第1名:山东科达环境工程有限公司,投标报价:2456.402000万元;中标候选人第1名:湖南爱邦正明环保有限公司,投标报价:2
5月8日,通辽自主创新承接产业转移示范区工业污水处理厂及事故应急池项目EPC+O中标候选人公示。第一名:中交建筑集团有限公司(联合体成员:辽宁省市政工程设计研究院有限责任公司、北京碧水源科技股份有限公司),投标报价:157519345.5元;第二名:中铁九局集团有限公司(联合体成员:内蒙古国风清洁
日前,山东日照市东港区涛雒镇海洋生态保护与渔业融合发展EOD项目EPC中标候选人公示。第一中标候选人:中国建设基础设施有限公司中建青岛投资建设有限公司中国建筑第七工程局有限公司中国建筑第八工程局有限公司山东省交通规划设计院集团有限公司日照市东港区城乡规划建筑设计有限公司(联合体),投标
4月16日晚间,倍杰特发布公告称,公司成功中标喀什地区喀什市城北供水保障能力提升工程及污水处理厂建设项目,中标价格13.26亿元,特许经营期限30年,建设期为22个月。公告显示,2024年10月8日,倍杰特与中建新疆建工(集团)有限公司组成的联合体就曾中标该项目,中标金额为10.74亿元。2025年3月21日
4月10日,湛江中纸纸业有限公司中国纸业南方基地高端包装新材项目一期废水处理工程顺利开工。该项目是由博世科联合体承建的EPC总承包工程,合同额1.17亿元,是我国制浆造纸领域内技术领先的“近零排放”项目。湛江中纸纸业有限公司作为广东冠豪高新技术股份有限公司的全资子公司,系冠豪股份在湛江打造
3月6日,山东日照市东港区涛雒镇海洋生态保护与渔业融合发展EOD项目EPC资格预审公告发布。本项目采用“生态治理+产业开发”EOD开发模式,主要实施5个子项目,生态治理部分主要实施涛雒镇域河道生态修复项目、海水养殖尾水集中处理项目。计划投资额:约284500.00万元。公告如下:日照市东港区涛雒镇海洋
1月22日,云南省金平县城镇污水处理厂及配套管网建设工程设计施工总承包及运营(EPC+O)中标结果公告发布。中交一公局西北工程有限公司//云南建投第二建设有限公司//吉林省华天环保集团有限公司联合体中标。据悉,该项目主要建设4座污水处理厂以及配套管网建设,包括金平县污水处理厂扩建;金水河镇污
1月14日,云南金平县城镇污水处理厂及配套管网建设工程设计施工总承包及运营(EPC+O)中标候选人公示。第一中标候选人:牵头单位:中交一公局西北工程有限公司,联合体单位:云南建投第二建设有限公司、吉林省华天环保集团有限公司;第二中标候选人:牵头单位:中铁二十四局集团南昌铁路工程有限公司,
12月20日,云南金平县城镇污水处理厂及配套管网建设工程设计施工总承包及运营(EPC+O)招标公告发布。项目主要建设4座污水处理厂以及配套管网建设,包括金平县污水处理厂扩建;金水河镇污水处理工程;勐拉镇污水处理工程;老勐镇污水处理工程;配套污水管网67.9千米。标段合同估算价:11886.5万元。
随着人类社会的快速发展,新技术和新材料的应用使我们的日常生活更加便利。然而,这些进步也带来了新的环境挑战,特别是在水污染方面。本文将探讨威立雅如何应对新出现的水中污染物,展示其在保护水资源和确保饮用水安全方面的创新解决方案。新污染物的出现及挑战近年来,我们见证了各种具有特殊性能(
在“双碳”目标引领能源革命的时代浪潮中,南京电厂牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”理念,以科技创新为驱动,走出了一条传统火电企业绿色化转型的标杆之路。从全国首批超低排放改造到城市污泥无害化处理,从碳资产管理创新到废水零排放突破,这座承载百年工业记忆的能源央企,始终以“环保示范
日前,十堰市政府印发《十堰市2025年度水污染防治攻坚行动实施方案》、《十堰市2025年度大气污染防治攻坚行动实施方案》、《十堰市2025年度土壤污染防治攻坚行动实施方案》。详情如下:市人民政府办公室关于印发十堰市2025年度水、大气、土壤污染防治攻坚行动实施方案的通知各县市区人民政府,市直相关
6月4日,财政部、生态环境部、国家发展改革委、水利部、国家林草局发布《关于进一步健全横向生态保护补偿机制的意见》,提出到2027年,长江、黄河干流统一的横向生态保护补偿机制建成,各地基本建立覆盖辖区内重点河流的跨区域流域横向生态保护补偿机制,跨流域重大引调水工程横向生态保护补偿机制建设
5月29日,山东省科学技术厅、山东省生态环境厅联合发布关于征集《2025年山东省绿色低碳技术成果目录》的通知。通知指出,可参加申报的绿色低碳技术领域及技术类型有水治理技术、大气治理技术、碳减排技术、土壤及地下水风险管控与修复技术、固废利用处置技术、海洋生态治理技术、清洁生产技术、环境监
为贯彻落实《土壤污染源头防控行动计划》(环土壤〔2024〕80号),加强土壤污染源头防控,切实保障人民群众吃得放心、住得安心,浙江省生态环境厅牵头起草了《浙江省土壤污染源头防控行动方案(征求意见稿)》,现向社会公开征求意见。浙江省土壤污染源头防控行动方案(征求意见稿)为加强土壤污染源头
5月22日,重庆市发展和改革委员会印发《推动经济社会发展全面绿色转型行动计划(2025—2027年)》的通知。三年行动计划指出:1、推动传统产业“智改数转绿色化”转型。推动钢铁、有色、石化、化工、建材、造纸、印染等行业实施节能降碳改造升级,深入推进“绿效码”应用,推进存量低效数据中心节能降碳
北极星电力网获悉,重庆市发改委5月22日正式印发《推动经济社会发展全面绿色转型行动计划(2025—2027年)》指出:统筹提升能源安全供应能力。夯实市内电源基础,加快推动两江燃机二期等天然气发电、合川双槐三期煤电项目,加快云阳建全、丰都栗子湾、奉节菜籽坝抽水蓄能电站建设。全力推进外电入渝工
5月22日,重庆市发展和改革委员会印发《推动经济社会发展全面绿色转型行动计划(2025—2027年)》。文件提出,健全以治水治气为牵引的“九治”生态治理体系。打好治水攻坚战,加快污水收集处理设施新建改扩建进度,全域全面消除黑臭水体。打好治气攻坚战,严格控制PM2.5浓度。加强土壤污染源头防控,协
尊敬的参展商:国务院发布《水污染防治行动计划》(简称“水十条”)后,全国实施全面推进环境治理体系和治理能力现代化,并要求到2030年,力争全国水环境质量总体改善,水生态系统功能初步恢复。涉及的方面包括污染严重水体、饮用水安全保障水平、地下水污染、近岸海域环境质量等。随着“水十条”的深入
北极星环保网获悉,4月27日,深圳市工业和信息化局发布《市工业和信息化局关于征集2025年国家鼓励发展的重大环保技术装备的通知》,申报范围包含大气、水、土壤修复、固废处理、减污降碳协同处置等技术装备。技术类别分为研发、应用、推广类。详情如下:市工业和信息化局关于征集2025年国家鼓励发展的
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!