Park, H.; Lee, K. H.; Kim, Y. B.; Ambade, S. B.; Noh, S. H.; Eom, W.; Hwang, J. Y.; Lee, W. J.; Huang, J.; Han, T. H. Dynamic assembly of liquid crystalline graphene oxide gel fibers for ion transport. Science Advances 2018, 4.DOI:10.1126/sciadv.aau2104
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對(duì)水中重金屬去除:氧化石墨烯因?yàn)楸砻婧性S多含氧基團(tuán),可以與金屬離子,尤其是多價(jià)的金屬離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)。氧化石墨烯對(duì)不同的金屬離子吸附能力不同,如報(bào)道的利用氧化石墨烯去除Cu 2+。吸附符合 Langmuir 模型,GO對(duì)Cu 2+的吸附容量分別是碳納米管與活性炭的兩倍和十幾倍量。氧化石墨烯對(duì)鉛的吸附量高達(dá)800mg/g,遠(yuǎn)高于活性炭的60至120mg/g。同時(shí),相比碳納米管,GO的制備成本較低廉,制備過(guò)程也更簡(jiǎn)便。
對(duì)水中有機(jī)物去除:氧化石墨烯也可以和有機(jī)污染物相互作用。目前,氧化石墨烯對(duì)有機(jī)物的去除研究目前多集中于有機(jī)染料,有亞甲基藍(lán)、染料吖啶橙等。藥物和個(gè)人護(hù)膚品(PPCPs)作為近年來(lái)水處理關(guān)注的新型污染物,其去除也被廣泛關(guān)注。氧化石墨烯在此領(lǐng)域也有涉及,如對(duì)水中的藥物四環(huán)素的去除。
放射性物質(zhì)的去除:據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道,美國(guó)萊斯大學(xué)和俄羅斯莫斯科國(guó)立羅蒙諾索夫大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn),氧化石墨烯具有非凡的吸附能力,能夠快速除去污染水體中的放射性物質(zhì)。研究人員還強(qiáng)調(diào),捕獲放射性核素并不會(huì)減弱它們的放射性,而是使其更易被處理。以福島核電站附近的區(qū)域?yàn)槔?,可通過(guò)將氧化石墨烯添加到以離子狀態(tài)存在的放射性物質(zhì)溶液中,得到固體的核物質(zhì),并對(duì)其進(jìn)行焚燒。在此過(guò)程中,氧化石墨烯會(huì)快速燃燒,僅剩下塊狀的放射性物質(zhì),便于重復(fù)利用。而低成本和可生物降解的特質(zhì)也使氧化石墨烯成為了滲透性反應(yīng)墻技術(shù)的合適之選,這對(duì)于原位地下水的修復(fù)而言具有相當(dāng)?shù)囊饬x。
在海水淡化和水處理凈化膜中應(yīng)用:氧化石墨烯納米薄片也應(yīng)用于海水淡化和水處理凈化膜,可以有效抑制表面細(xì)菌生長(zhǎng)。圖1就是微生物殺手的示意圖,研究人員將只有單個(gè)原子厚度的氧化石墨烯薄片耦合在聚酰胺膜(藍(lán)色部分)的表面來(lái)達(dá)到抑制細(xì)菌生長(zhǎng)之目的。要將海水或污水轉(zhuǎn)變成可飲用的水取決于聚酰胺薄膜的過(guò)濾能力。微生物在薄膜上的滲入和淤積會(huì)使其去除鹽分和污染物的能力遭到破壞。但是,如果在聚酰胺材料的薄膜附著一層石墨烯氧化物納米薄片,就可以減少細(xì)菌生長(zhǎng),而且這些功能化的薄膜與現(xiàn)今使用的濾膜相比較,沒(méi)有必要經(jīng)常清洗,使用周期更長(zhǎng)。(Environ. Sci.Technol. Lett.,2013, DOI: 10.1021/ez4001356)。
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