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精确控制(氧化)石墨烯膜的层间距,达到十分之一纳米精度,是其在水处理、离子/分子分离以及电池/电容等应用的关键。最近,中国科学院上海应用物理研究所方海平团队、上海大学吴明红团队、南京工业大学金万勤团队和浙江农林大学学者多方合作,提出并实现了用水合离子自身精确控制石墨烯膜的层间距,展示了其出色的离子筛分和海水淡化性能,并用理论计算、上海光源的X射线小角散射(BL16B1)和精细吸收谱(BL14W1)实验阐明了机理。相关论文发表在Nature(DOI:10.1038/nature24044)上。
对像纸一样的石墨烯纳米片,要精确“装订”成石墨烯膜,保证其层间距固定并精确到十分之一纳米这么小的尺度,其困难可想而知。更具挑战的是,石墨烯膜在水溶液中还会发生溶胀导致分离性能严重衰减。研究者曾经利用纳米技术操控、膜间修饰小分子等技术做了诸多努力但仍不能如愿。方海平团队在水合离子与芳香环结构上π电子相互作用的系列工作(Sci. Rep. 2013, 3, 3436; Sci. Rep. 2014, 4, 6793; Phys. Rev. Lett. 2015, 115, 164502)的基础上,提出了溶液中离子本身可以有效控制(氧化)石墨烯膜的层间距,并进行了相应的理论模拟计算加以验证。他们还利用上海光源的X射线小角散射(BL16B1)、精细吸收谱(BL14W1)以及紫外等表征手段证明了离子与石墨烯片层内芳香环结构之间存在水合离子-π相互作用。这样的作用像“桥墩”一样支撑石墨烯片层,精确控制了石墨烯膜的层间距,而不同大小的水合离子相当于不同大小的“桥墩”,进而对应于不同的层间距。吴明红团队在方海平等协助下,通过实验成功实现并观测到石墨烯膜与不同的离子溶液作用后确有特定的层间距,这样的间距可以小到一纳米左右,而不同离子对应的间距差异小于十分之一纳米;当石墨烯膜与水合直径小的离子溶液结合后,具有更大水合直径的离子就难以进入石墨烯膜。因此,通过离子选择可以实现对石墨烯膜的层间距达十分之一纳米的精确控制。金万勤团队在方海平团队理论模型的基础上,设计制备了一系列水合离子控制的多孔陶瓷支撑的石墨烯复合膜,从实验上实现了不同离子间的精确筛分;对于具有最小水合直径的钾离子,由于钾离子的水合层较弱,进入石墨烯膜后水合层发生形变,导致特别小的层间距。这样,经过钾离子溶液浸泡的石墨烯膜能阻止水合钾离子自身的进入,有效截留盐溶液中包括钾离子本身在内的所有离子,同时还能维持水分子通过,实现一边是离子溶液一边是纯水的水处理效果。研究团队还申请了相应的国内和PCT专利。
这些工作由中国科学院上海应用物理研究所、上海大学、南京工业大学和浙江农林大学的研究人员发挥各自优势合作完成,得到了国家自然科学基金委、中国科学院、科技部、上海光源以及上海超算中心、中国科学院北京超算中心和广州超算中心的资助。
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海水淡化是人类追求了几百年的梦想,但是海水淡化受技术和成本制约仍未得到广泛应用。记者日前从南京工业大学获悉,该校材料化学工程国家重点实验室金万勤教授团队与国内相关科研单位合作,在石墨烯膜淡化海水的研究上获得突破性进展,提出并实现了用水合离子自身精确控制石墨烯膜的层间距,展示了其出
精确控制(氧化)石墨烯膜的层间距,达到十分之一纳米精度,是其在水处理、离子/分子分离以及电池/电容等应用的关键。近日,中国科学院上海应用物理研究所方海平团队、上海大学吴明红团队、南京工业大学金万勤团队和浙江农林大学学者合作,提出并实现了用水合离子自身精确控制石墨烯膜的层间距,展示了其
科学家用石墨烯制成了可以筛掉盐类离子的筛子。曼彻斯特大学的科学家的新发现在发表在《自然纳米技术》杂志上。此前的石墨烯氧化物膜已经显示出了进行气体分离和水过滤的强大潜力,它们已经被证实可以用于过滤掉小纳米颗粒,有机分子甚至大颗粒的盐的能力。然而它们不能用于筛出脱盐技术中的普通盐类,
1.它是世界上最薄的材料它由单层的碳原子,以六角行模式排列。来自于铅笔和石墨。这的厚度相当于人类头发直径的一百万倍之一。2.曼彻斯特的石墨烯研究研究始于1947年但直到2004年,它才被曼彻斯特大学的诺奖得主安德烈dot;海姆和康斯坦丁dot;诺沃肖洛夫分离出来。自从那一刻,一些人认为,这种材料的商业
最近,土耳其比尔肯大学研究人员将一张普通的打印纸夹在两层石墨烯膜(由多层石墨烯构成)之间,使其变成了一种柔性电子显示器。他们还将石墨烯排布成多像素模式,把纸折成三维形状,在上面打印出彩色图案,展示了不同于晶片技术的另一类效果。据美国电气电子工程师协会(IEEE)《光谱》网站近日报道,在柔
日前,天津工业大学康建立教授与天津大学赵乃勤教授合作在基于石墨烯膜的超级电池研究取得重大突破。他们采用了一种两步合成新方法,巧妙地避免了纳米多孔金属模板催化剂在高温下快速长大造成多孔石墨烯孔径变大的难题,首次获得了膜孔直径在1-150nm的连续多级纳米孔石墨烯膜。将此石墨烯膜组装成全固
近日,国家知识产权局公布专利一种微电网结构的低功率LED灯及其石墨烯膜的制备方法,申请人为中山市天圣长和管理技术咨询有限公司。本发明公开了一种微电网结构的低功率LED灯及其石墨烯膜的制备方法,包括散热层、反光层、驱动块、缓冲腔和LED灯珠层,所述散热层呈圆锥形结构,所述散热层锥形部分紧贴
美国伊利诺伊州立大学研究人员在《自然通讯》杂志上发表论文称,他们发现二硫化钼高能材料可更高效地去除海水中的盐分,通过计算机模拟各种薄膜的海水淡化效率并进行对比后发现,二硫化钼薄膜的效率最高,比石墨烯膜还要高出70%。据物理学家组织网报道,这种材料只有一个纳米厚,布满了纳米孔,能够渗
CVD技术制备石墨烯的路走通了,整个团队还沉浸在成功的喜悦中。就在大家都以为可以去开庆功宴的时候,何利民博士却向团队成员提出了新的要求:“石墨烯膜是做出来了,但是现在很多高校和团队的实验室都可以做,我们接下来要做的,是做他们没有做过的,我们要做大尺寸、高质量、工程化的石墨烯生产!只有这样,石墨烯材料才能真正迈出走向应用的关键一步!”中航工业航材院石墨烯及应用研究中心何利民博士何利民坚定又朴实的语言,无疑给大家打了一剂强心针。如果说利用CVD法制备石墨烯是一个难点,那么,把微观的石墨烯做宏观,更是难上加难。工艺如何控制?模具怎么设
为深入学习贯彻习近平总书记“加快发展方式绿色转型,助力碳达峰碳中和”的重要精神,认真落实省委推进绿美广东生态建设有关部署,经积极筹备推进,近日,粤海水务成功获得广州碳排放权交易中心颁发的碳中和认证证书,位于肇庆的两座处理规模合计13万吨/日的下属自来水厂——将军山水厂和古塘水厂正式
11月22日,江西南丰县河东污水处理厂工程EPC总承包中标候选人公示。中标候选人1:江西昌渤建筑工程有限公司,投标报价105730443.58元;中标候选人2:江西赣东路桥建设集团有限公司,投标报价106445736.99元;中标候选人3:南昌市建筑工程集团有限公司,投标报价106317298.23元。本项目初步设计批复范围
近日,山东宁津县污水处理厂提标改造项目(A包)中标候选人公示(排名不分先后):中标候选人1:北控水务建设发展有限公司(联合体牵头人)、济南市市政工程设计研究院(集团)有限责任公司(联合体成员);中标候选人2:曲阜市红星建筑工程公司(联合体牵头人)、南京市市政设计研究院有限责任公司(
11月21日,江西遂川县第二生活污水处理厂及配套管网项目[中标候选人公示。公告显示,华锦建设集团股份有限公司预中标,投标报价129429709.04元。据悉,该项目占地42560平方米(约63.84亩),新建污水处理厂处理规模(近期)为2万吨/日。新建管径DN600-DN1200污水管网约10公里。本项目投资14372.17万元。
近日,清徐县东于污水处理有限公司再生水利用项目EPC总承包工程招标,项目总投资12793.65万元,建设规模及内容:项目占地12.19亩,建设内容包括预处理软化、预处理、超滤、反渗透、加药装置、浓水处理系统及污泥处理系统等,配套相应公辅和管线工程。设计处理规模4.5万m?/d(分三期建设,每期处理规模
近日,第八师团场污水处理厂提标改造项目设计采购施工一体化总承包公开招标,工程规模:八师133团、136团、141团、142团、144团、147团、148团和149团8座污水处理厂进行提标改造。第八师团场污水处理厂提标改造项目设计采购施工一体化总承包招标公告一、招标条件:本第八师团场污水处理厂提标改造项目(
11月22日,闽东电力发布公告称,公司召开董事会会议,审议《关于福建闽电新能源开发有限公司投资建设宁德市中心城区污水处理厂+光伏示范项目的议案》。公司全资子公司福建闽电新能源开发有限公司拟投资建设宁德市中心城区污水处理厂+光伏示范项目,该项目总装机容量为5596.5千瓦,由北区污水处理厂、三
近日,由中建二局承建的扬州市保护生态环境的重要工程八里镇工业污水处理厂工程EPC总承包项目通过竣工验收,进入试运行阶段。项目位于江苏省扬州市,主要用于处理扬州市经济技术开发区内光伏企业所产生的工业污水。投运后,预计日处理工业污水5万立方米,出水水质可达到准一级A标准。工艺创新破解降解
中国土木工程协会水工业分会2024排水年会将于2024年11月29日在广东省韶关市举行,深圳清泉作为本次活动的协办单位,全程深度参与其中,为促进行业发展贡献了一份绵薄之力。(2023年排水技术年会现场)本次活动将聚焦城镇排水行业高质量发展,重点围绕城市污水减污降碳协同增效技术、污水污泥资源化与再生
黑龙江省生态环境厅发布《生态环境先进适用技术清单》,VFL垂直流迷宫技术、集中管控分布式农村生活污水处理系统、一体化村镇污水处置设备、土壤覆盖型微生物多级协同净化污水技术、人工强化湿地深度处理北方寒冷地区污水厂尾水的组合技术、MBR一体化污水处理设备、基于固化载体微生物发生系统的河道水
日前,中建市政西北院主持设计、中建三局承建的乌鲁木齐市首个“光伏+水处理”项目——乌鲁木齐城北再生水厂分布式光伏项目并网发电。本工程采用“光伏+光热”实现太阳能电热联供,通过与厂区原有污水源热泵系统进行多能互补耦合。本项目并网后年均可发电618万度,年节约标煤2028吨,减少二氧化碳排放6
近日,中国能建葛洲坝生态环保公司党委书记、董事长杨贞武与滨州水务发展集团有限公司党委书记、董事长刘志峰会谈,双方围绕再生水、海水淡化、污泥处置等领域合作深入交流并达成共识。杨贞武对刘志峰一行到访表示欢迎。他表示,公司深化拓展水处理、水环境治理、固废处理、土壤修复四大业务领域,具备
近日,全球能源转型领军企业沙特国际电力和水务公司(ACWAPower)与外高桥集团下属新发展公司成功签约,ACWAPower全球创新中心将入驻外高桥新展城,聚焦光伏、风电、储能、绿色氢能和海水淡化等方向,建设绿色能源研发中心、绿色能源实验室和绿色能源实证基地三大平台。同时,依托公司全球资产布局、先
展会预告【官宣】首届“2024湖北大力发展新质生产力加快推动节能环保产业链创新与高质量发展大会暨中国(武汉)长江经济带生态环保产业国际博览会”将于2024年10月11-13日在武汉国际博览中心(汉阳)盛大举行!由民革湖北省委会、生态环境部长江流域生态环境监督管理局、湖北省生态环境厅、武汉大学、华中科
近日,深圳环境水务集团与沙特水务局签署框架合作协议。此次框架合作协议的签署旨在建立和巩固双方在水资源管理与处理领域的战略合作伙伴关系,合作涉及供水与污水处理系统、海水淡化业务、水务信息化建设、资本与技术融合、绿色发展与低碳转型等五大领域,不仅是资源的简单叠加,更是创新能力的深度融
AquatechChina2024第十六届亚洲水技术展览会将于2024年12月11-13日在上海新国际博览中心隆重举行!本届展会由荷兰RAI锐昂展览集团、锐昂展览(上海)有限公司主办。展会介绍01作为一个完全专注于水领域的专业展会,AquatechChina覆盖水处理全产业链,包含净水、水与污水处理、给排水管网及泵管阀、过程控
富朗世集团欣喜宣布,成功获得一份价值710万美元的合同,将为位于印度洋马约特岛Mayotte的StereauSAS提供一座日处理量为10000立方米的海水反渗透系统(SWRO)。马约特岛位于马达加斯加与莫桑比克海岸之间,项目将于近期启动,预计在2025年底前完成。该SWRO系统将成为马约特岛IroniBé地区未来Grande-Te
7月22日,中建生态环境集团有限公司(简称中建生态环境集团)党委副书记、董事、总经理孙立东一行赴中建青岛投资建设有限公司(简称中建青投)开展座谈交流。双方就进一步深化合作、实现共赢发展进行深入交流。中建青投党委书记、董事长余繁显,党委副书记、总经理刘阳;中建生态环境集团党委委员、副
北极星水处理网获悉,据上海电气环保集团消息,近日,裕龙石化海水淡化热法系统1#机组产品水各项指标合格并成功回收,标志着由上海电气环保集团(机电院)承担设计的全球最大热膜耦合海淡项目(上海电气裕龙石化16万吨/日)成功实现全流程产水。该项目是由上海电气集团提供工艺包、整体解决方案和工程
7月3日,2024青岛国际水大会水展在青岛西海岸新区隆重开幕。大会由青岛市人民政府主办,国际水协会(IWA)、世界水理事会(WWC)、山东省科学技术协会、水利部国际经济技术合作交流中心、中国工业节能与清洁生产协会、河海大学、膜材料与膜应用国家重点实验室支持,青岛市科学技术协会、青岛市发展和改革委
近日,苏伊士将与合作伙伴CTCI中鼎集团和宏华营造,在新竹市设计、建造并运营一座大型市政反渗透海水淡化厂。该项目合同总额为新台币177亿元(人民币约39.59亿元),包括15年的运营和维护。新竹反渗透海水淡化厂设计规模为每天生产10万吨优质饮用水,将提高供水的稳定性并缓解水资源短缺,服务新竹市约
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