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石墨烯與水處理

水處理是指使水更适合其應用的一組主要工業過程的統稱,這些過程可以是飲用水、醫療用途、工業用途等。水處理過程的目的是去除或減少現有的水污染物,使其達到适合使用的水平。具體的過程是根據預期用途量身定做的——例如,廢水處理(從浴缸、洗碗機等)将需要不同于廢水處理(從廁所)的措施。

石墨烯與水處理

水處理的主要類型

所有的水處理都涉及固體(通常通過過濾和沉澱)、細菌、藻類和無機化合物的去除。使用過的水可以轉化為環境可接受的水,甚至通過各種處理的飲用水。

水處理大緻分為工業處理和生活/市政處理。工業用水處理包括鍋爐水處理(去除或化學改性對鍋爐有害物質)、冷卻水處理(減少對工業冷卻塔的損害)和廢水處理(工業使用和污水)。廢水處理是去除廢水或污水中的大部分污染物的過程,産生的液體可以處理到自然環境和污泥(半固體廢物)。

廢水治療通常包括三個層次:初級(機械)水平,大約50 – 60%的固體的篩查和沉降從未經處理的污水,第二個(生物)治療水平中溶解有機物逃脫主要治療是通過微生物消耗它作為食物轉換成二氧化碳、水和能源。三次處理去除任何殘留的雜質,産生幾乎飲用水的污水。消毒,通常是用氯消毒,有時是排放污水前的一個額外步驟。由于氯氣價格高,以及對氯氣殘留物對健康的影響的擔憂,所以并不總是這樣做。

海水淡化是一種從鹽水中提取鹽,生産出适合飲用或灌溉的淡水的過程。雖然該技術已經投入使用,而且在未來還有很大的發展前景,但成本仍然很高,反滲透技術消耗大量能源(脫鹽核心工藝是基于反滲透膜技術)。

石墨烯是什麼?

石墨烯是一種由碳原子組成的二維網格,以蜂窩晶格的形式排列。赢得了标題“奇迹”材料由于驚人的大量的難以置信的屬性——這薄,單原子厚度的物質(是太薄的事實上,你需要堆棧約三百萬層的1毫米厚鋼闆!)是最輕的,最強的,薄的,最好的熱和電進行材料發現,列表并沒有就此結束。石墨烯是一個不斷進行研究的課題,人們認為它能夠徹底改變整個行業,因為研究人員正在研究許多不同種類的石墨烯基材料,每一種材料都具有獨特的質量和名稱。

石墨烯與水處理

石墨烯和水處理

水是一種寶貴的資源,明智地使用和維持供水是人類面臨的最重要和最關鍵的挑戰之一。由于飲用水(以及農業和工業用水)總是迫切需要,因此不斷尋求新技術來降低利用水資源的過程的成本和足迹。許多研究集中在用于不同水處理用途的石墨烯上,納米技術還具有消除細菌和其他污染物的巨大潛力。

石墨烯與水處理

在石墨烯的衆多顯著特性中,它的恐水症可能是對水處理最有用的特性之一。石墨烯天然排斥水,但當其内部形成細孔時,允許快速滲透。這引發了關于使用石墨烯進行水過濾和脫鹽的想法,特别是一旦制造這些微孔的技術已經實現。石墨烯薄片(帶小孔穿孔)作為水過濾的一種方法被研究,因為它們能夠讓水分子通過,但阻止污染物和物質的通過。石墨烯的重量和尺寸小,有助于制造輕量、節能和環保的一代水過濾器和脫鹽器。

人們發現,由氧化石墨烯制成的薄膜,除了水之外,對所有氣體和蒸汽都是不透水的。進一步的研究發現,可以制作出一個精确的網狀結構,以超高速分離尺寸非常相似的原子種類,從而實現超高效過濾。這為以快速和相對簡單的方式使用海水作為飲用水資源的可能性打開了大門。

本文來自石墨烯新能源材料,本文觀點不代表利特納米立場,轉載請聯系原作者。

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