新型的基于石墨烯的过滤器可以使当前的气体净化方法更加有效。
新南威尔士大学的研究人员表明，如何选择性地调整新型的低成本石墨烯基膜（一种用于工业领域的过滤器，会产生大量的混合废气，例如固体塑料废物，生物废物或废水），以分离不同的气体来自气体混合物。
由 UNSW Science的Rakesh Joshi博士领导的团队 希望，在未来，他们将能够使用这些过滤器来分离和捕获被视为废物的气体，从而改善我们利用废气资源的方式。现在，研究人员希望进一步开发该过滤器，以使其可用于工业。
特别是，研究小组研究了氧化石墨烯过滤器，该过滤器与其他任何电流过滤器不同，都包含铁。
石墨烯是一种以蜂窝状形成的碳原子薄片，被认为是一种奇特的材料，它比钢强。在这项工作中，我们利用这些膜超薄这一事实，将铁基本上掺入了氧化石墨烯过滤器中。”首席研究员Rakesh Joshi博士说。
“我们发现这样做可以增强氧化石墨烯的气体传输能力。事实证明，将铁（我们称为过渡金属）添加到氧化石墨烯膜中，使我们能够比其他类型的过滤器更有效地分离不同的气体。
“特别是，这种材料非常擅长提高渗透性-即气体分子通过过滤器的传输速度-以及选择性，这代表了在传输过程中从混合物中分离出气体的效率。实际上，我们的过滤器具有前所未有的选择性。”
从氮气中分离二氧化碳
研究人员说，本文所述的过滤器还使他们能够通过选择性地从氮气中分离二氧化碳来回收有价值的资源。
文章的第一作者Xioheng Jin说：“高纯氮广泛用于材料加工（例如，半导体制造）以及电子，合成和医疗行业。”
二氧化碳是气体产品中最常规的杂质之一。当前，大多数去除CO2的方法通常会产生危险的化学物质，从氮中分离出CO2具有重要的工业价值，特别是对于温室气体的排放（例如发电厂产生的燃烧废气）的缓解，这是使用现有技术所面临的挑战。”
鉴于有希望的结果，研究人员希望他们的发现将为有效地将二氧化碳与氮气和其他气体分离的新途径提供帮助，并帮助他们开发出将此类新型过滤器用于各种应用的工业新解决方案。
该论文的合著者Tobias Foller表示：“这一发现为将石墨烯基材料应用于气体净化行业提供了新的机会，例如，在固体或废液产生有毒气体混合物的情况下。”
“我们认为该过滤器具有革新天然气分离行业的潜力。最终，我们希望我们的发现有助于澳大利亚实现绿色社会和更宜居的环境。”
那其他金属呢？
该团队现在希望使用其他类型的金属测试相同的原理。
Xioheng Jin说：“对于尚未被研究的所有其他过渡金属，都存在巨大的可能性，可以植入石墨烯基结构中并提供令人兴奋的气体分离性能。”
在2018年，乔希博士的团队还成功展示了一种基于石墨烯的实验室规模的过滤器，该过滤器可以去除常规饮用水处理过程中留下的超过99％的普遍存在的天然有机物。
