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2021-04-18 22:25 |
研究人員開發(fā)一種3D打印石墨烯氣凝膠的新方法
美國紐約州立大學布法羅分校（the University at Buffalo）的研究人員開發(fā)了一種3D打印石墨烯氣凝膠的新方法，克服了兩個關(guān)鍵障礙使其能夠很好地用于水處理。 ~Fe$ /*v
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該團隊表示，這種技術(shù)有助于使石墨烯氣凝膠具有足夠的可擴展性和穩(wěn)定性，從而達到可以反復使用的目的。雖然此前有類似的技術(shù)被用于水處理，但研究人員指出，這是“石墨烯”第一次被“3D打印出來”，并制成“氣凝膠”，進而被用作水過濾器。 J*Q+$Ai~
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為了實現(xiàn)上述目標，研究人員為3D打印機創(chuàng)造了一種新型的石墨烯墨水。他們添加了兩種聚合物使其具有合適的稠度——聚多巴胺和牛血清白蛋白，然后將其打印到一個六邊形網(wǎng)格中。然后將這個結(jié)構(gòu)冷凍干燥成氣凝膠。 (&KBYiwr
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該團隊隨后測試了它去除水中各種污染物的能力。結(jié)果顯示，它對像己烷、庚烷和甲苯這樣的有機溶劑效果最好，可以在10個循環(huán)中去除100%的污染物。另外，它還可以過濾掉鉛和鉻等重金屬，以及陰離子埃文斯藍和陽離子亞甲基藍等有機染料。
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為了證明氣凝膠的再利用潛力，研究人員在氣凝膠中使用了10次有機溶劑。每次，它都清除了100%的溶劑。研究人員還報告說，在第三個循環(huán)后，氣凝膠捕捉亞甲基藍的能力下降了2-20%。 \ v _R]0m\
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該研究的共同作者、UB大學工程與應用科學學院環(huán)境工程助理教授Nirupam Aich博士表示，“我們的目標是在不釋放任何有問題的化學殘留物的情況下安全地去除水中的污染物。我們創(chuàng)造的氣凝膠在放入水處理系統(tǒng)時能夠保持其結(jié)構(gòu)，它們可以應用于不同的水處理應用。” .Cu0G1
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此外，Aich博士還稱，氣凝膠可以按比例放大，因為與納米片不同，氣凝膠可以打印出更大的尺寸。過去，石墨烯納米片在水過濾方面表現(xiàn)出了很大的潛力，但它們很難大規(guī)模生產(chǎn)。 tc|PN+v;
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他還指出，這消除了以前大規(guī)模生產(chǎn)中固有的問題，并使該工藝可用于大型設(shè)施，如污水處理廠。據(jù)介紹，氣凝膠可以從水中去除，并在其他地方重復使用，而且它們不會在水中留下任何殘留物。
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