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用于貴陽工業氣體分離的原子厚石墨烯膜

2020-07-31 10:16:47

EPFL的化學工程師首次證明,原子厚的石墨烯膜可以高效地分離氣體混合物?!敖Kji”膜可擴展,使其成為工業氣體分離的突破口。


混合氣體(例如空氣)分離成它們各自的組分是一個具有多種工業應用的過程,包括沼氣生產,金屬加工中的空氣富集,天然氣中有毒氣體的去除,以及氨廠和煉油廠的氫回收。


氣體分離通常使用由聚合物(例如纖維素)或其他材料制成的合成膜進行。近年來,研究已經轉向許多人所謂的“終ji”膜:一層石墨烯,一個厚度為單個原子,現已被證明是薄的分子屏障,因此是有效的膜,提供優異的滲透率與穩健性和可擴展性相結合。

貴陽工業氣體

然而,開發石墨烯的進展遇到了兩個“瓶頸”:,缺乏將分子大小的孔結合到石墨烯層中的方法,其次,缺乏實際制造機械強度,裂縫和撕裂的方法。自由的大面積膜。


現在,在解決這兩個問題的突破中,EPFL Valais Wallis的Kumar Varoon Agrawal團隊開發出一種大面積單層石墨烯膜,可以高效地分離氫氣和甲烷(分離系數高達25) ,孔隙率僅為0.025%,具有前所未有的氫滲透性。


該膜含有納米孔以允許氫氣滲透,這被稱為“氣體篩分”。該膜是在工業的壓力和溫度(至少7巴和250℃)穩定的。但更重要的是,該團隊能夠生產出1平方毫米的表面 - 比之前的報告大得多,只有幾平方微米的合成可以沒有裂縫。Agrawal集團目前正在努力將更高密度的納米孔納入石墨烯中,以使石墨烯實現其真正的潛力。


“生產無裂紋石墨烯層的新技術將在很長一段時間內實現原子厚石墨烯膜的終性能,用于許多重要的化學分離,包括碳捕獲,氫氣回收和凈化飲用水的凈化, “阿格拉瓦爾說


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