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石墨烯吸油材料

浏览次数:3832019/08/26  

近年来,石油泄漏事故屡见不鲜。一旦油泄漏进入水环境(注:“水环境”为海水环境和淡水环境的总称。),它将危害生活在水体周围、水中和水底底泥中的各种生物,会破坏食物链的环节,包括人类食物资源,对水环境造成严重的危害。因此,开发一种低成本、高效及能循环使用的吸附材料就显得至关重要。


  石墨烯是由碳原子构成的只有一层原子厚度的材料,是目前已知的最薄、“比强度”max、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,其大比表面积以及片层多孔结构使其在环境保护领域中有着广阔的应用前景。


  和传统的粉体吸附材料(活性炭、炭黑以及硅土)相比,石墨烯纳米材料的比表面积达到甚至超过这些传统材料,尤其是活性比表面更是远大于它们。因此,石墨烯独特的物理化学性质有助于其与有机污染物之间产生极强的范德华作用力,从而达到强有力地吸附有机污染物的效果。


  石墨烯的理论应用很强,但实际应用却未得到有效验证,对于很多新闻报道中“石墨烯纳米材料的吸附能力是传统吸附材料的1000倍以上”的说法,稍加推理便能发现问题所在——


  首先,报道中所对比的“传统材料”具体是指哪种材料?活性炭、炭黑、硅土、纤维海绵以及泡沫,每种传统材料本身的吸附量就存在较大差异。


  而且,不同的吸附材料吸附的是否为同种油污或有机试剂?要知道,即使测量方法相同,不同种类的油污或有机试剂,其粘度、密度以及表面张力若不一样,也会对测量结果产生影响。


  第三,测试的外部环境是否相同?测量温度等环境因素对吸附量也会产生较大的影响——一般来说,温度越高,吸附时间越短。


  第四,引用何种标准来衡量吸附能力的强弱?是根据油污被吸附的体积还是质量?在相同标准下的比较才有意义,这一点毋庸置疑。


  可见,评说石墨烯吸附能力的好坏是需要前提条件的。一般来说,海上漏油事故多为原油泄漏,因此可将原油作为衡量基准,模拟出原油+海水的真实环境,在此基础上进行后续吸附实验。


  此外,吸附后的回收问题也非常重要。在开放的水体表面环境下,越是方便收集才越有价值,但收集后如何快速再生又是另一个不可被忽略的问题。这方面的研究仍需与工程作业结合开展,否则石墨烯吸油材料也只能停留在理论层面了。


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