מחסור במים התפתח כאחד האתגרים הגלובליים הדוחקים ביותר של המאה העשרים ואחת, כאשר האו"ם דיווח כי יותר משני מיליארד אנשים חיים כיום במדינות בעלות לחץ מים גבוה.פלינציה מסורתית וטכנולוגיות טיהור מים, כגון אוסמוזה הפוכה ודינקייה מתעוררים תרמיים, סיפקו הקלה קריטית באזורים רבים, אך הם נשארים מוגבלים על ידי מכשולים משמעותיים כולל צריכת אנרגיה גבוהה, membrane , ותגובה מוגבלת של גרף, אשר פתחה, עם מגבלות חדשות, עם מגבלות מוגבלות, עם מגבלות שונות, אשר פותחומים, עם מגבלות שונות, עם מגבלות שונות, גלקטיות, עם מגבלות שונות, ומוגבלות, ⁇ , עם מגבלות שונות, עם מגבלות שונות, עם מגבלות שונות, עם מגבלות שונות, עם מגבלות שונות, עם מגבלות שונות, קונבנציונאליות, עם מגבלות שונות, עם מגבלות מוגבלות, עם מגבלות שונות, עם מגבלות שונות, עם מגבלות שונות, עם מגבלות שונות, עם מגבלות שונות, על פני מערכות טיפול קונבנציונאליות, עם מגבלות שונות, עם מגבלות שונות, עם מגבלות שונות, עם מגבלות שונות, עם מגבלות שונות, מטבוליזם, עם מגבלות שונות, עם מגבלות מוגבלות, עם מגבלות שונות, עם מגבלות מוגבלות, ⁇ , אשר פותחוחות מוגבלות, מטבוליזם רחבות, עם מגבלות שונות, עם

המדע שמאחורי גראפן-Enabled Membranes

Graphene, שכבת אטומית אחת של אטומי פחמן מסודרים בלחיצות דבש דו-ממדית, יש שילוב יוצא דופן של תכונות שהופכות אותו מתאים ייחודי עבור יישומי membrane. at one atom עבה, גרפן הוא חומר דקנס הידוע, אבל זה בערך פי מאה יותר חזק מאשר פלדה שטח גדול שלה, יציבות כימית, תכונות אלקטרוניות יש מחקר אינטנסיבי לתוך השימוש שלה כמו גרפן חלקיקים, בדרך כלל גרברה.

מבנה וסוגים של Graphene Membranes

(FLT:0)Pristine גרפן membranesveFLT:1) מורכב גיליון גרפן רציף ללא פגם עם pres תת-מטר שנוצרו באמצעות חמצון מבוקר, פגז ion, או פלסמה etching. הגודל של הרוטב יכול להיות מכוון בדיוק כדי להשיג הפחתה סלקטיבית של מולקולות מים תוך דחיית מלחים, תרכובות אורגניות, מיקרוביות, עדיין לייצר סגסוגת גדולה עם גודל גרף.

(FLT:0Graphene תחמוצת membranesigtureFLT:1) מייצג אלטרנטיבה נגישה מסחרית יותר. GO מופק על ידי חמצון כימי של גרפיט, הניב הסדינים מעוטרים בקבוצות פונקציונליות המכילות חמצן כגון הידרוקסיל, epoxy, ו- carboxyl קבוצות. כאשר מקובצים לתוך membranes, גיליונות גבוהים יוצרים שכבת עם ננו-ערוצים בין מולקולות צמודות ל-ידי שימוש ב- 1.2 מ-ידי צינורות, בדרך כלל, אשר ניתן לשפר את ה-ידי קבוצות של צינורות פונקציונליים, באמצעות ⁇ .

(FLT:0) לחנך את ⁇ ⁇ FLT ( 1:1) לתפוס עמדה ביניים, שבו הסרת חלקי של קבוצות חמצן לשחזר כמה מוליכות חשמלית ושלמות מבנית של גרפן pristine תוך שמירה על התהלוכה של חוקרים GO. פיתח גם membranes מורכב שילוב חומרים המבוססים על גרפן לתוך פולימרים, תומך קרמיקה, או ביומטי כדי לשלב את היתרונות החומריים שונים של המעמדות החומריים.

מכניזם של דיסדנציה וטיהור

הביצוע יוצא דופן של קרוטן-נספורת עולה מכמה מנגנונים מקבילים ודחייה. מנגנוני ההדרה ההדרה של גרף 1 נשאר מצב עיקרי של הפרדה, שבו ממדים המוסמכים במדויק או בין שכבות של בלוקים פיזית וצלחות גדולות יותר מאשר מולקולה המים של כ -28 מטר.

(FLT:0) אינטראקציות אלקטרוניקה אלקטרונית (FLT:1) ממלא תפקיד חשוב במיוחד ב קרוטן תחמוצת תחמוצת ⁇ .קבוצות פונקציונליות המוטענות באופן שלילי על גבי גליונות דוחים תוך משיכת צגות, יצירת סביבה אחראית-מודיענית שמשפרת את דחיית מלח.מנגנון זה הדרת דונן יעיל במיוחד עבור קשקשים דיפרניים כגון סידן ומגנזיום, אשר הם תורמים למים קשים, בנוסף למולקולות חמצן, תוך הגבלת מהירות.

(FLT:0 מנגנונים ממושמעים על פני השטח של גליונות גרפן מספקים אתרי תצוגה בשפע עבור אבקות אורגניות, מתכות כבדות וצבעים. פעילות פוטוקטקטית ניתן להציג על ידי שילוב חומרים מבוססי גרפן גדול עם חלקיקים מתכת, המאפשר השפלה של contaants אורגני תחת אור חמצן, ו- ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

יתרונות ב- Conventional Membrane Technologies

Graphene-enabled membranes מציעים חבילה של יתרונות ביצועים כי מציב אותם כורשוטים פוטנציאליים כדי להקים טכנולוגיות membrane כגון osmosis הפוכה פולימרי, ננומטרה, ו אולטרה-מברנס. היתרונות האלה אורך Permeability,סלקטיביות, עמידות ויעילות תפעולית.

אחריות ובחירה

אחד המדדים המשמעותיים ביותר לביצועים עבור כל מזכרי פלנציה הוא הסחר בין חדות מים ודחיית מלח. פולימידומברנס סרטניים מורכבים מסורתי מציג מים בטווח של 1 עד 5 ליטרים למטר רבוע לשעה לבר, עם דחייה נתרן מעל 99 אחוזים.

חוסר יכולת יוצאת דופן זה נובע מהטבע האטומי של שכבת הסלקטיבית, הממזער את ההתנגדות הידראולית לזרימת מים.הזרימה חסרת החיכוך של מים באמצעות טיח גרפן לינוקס או בין שכבות GO, אשר מקל על ידי משטח הידרופובי פחמן ורשת האג"ח מימן הורה, מאפשר שיעורי תחבורה גישה לגבולות תיאורטיים.

הסלקטיביות של קרוטן membranes משתרעת מעבר לדחיית מלח פשוטה.על ידי התפלגות גודל הנדסה או חלוקות בין-שכבות עם דיוק תת-אנגסטרום, החוקרים השיגו הפרדה סלקטיבית של מושגים ספציפיים, המאפשרת יישומים כגון מיצוי ליתיום מלוטש, הסרת מתכת כבדה, ושיקום סלקטיבית של משאבים יקרי ערך מפסולת תעשייתית.

נכסים אנטי-מנטליים

מנברן מרעיעה, הצטברות של contaminants על משטחים קרום ובמבנים פוחים, נשאר אחד האתגרים התפעוליים המשמעותיים ביותר בטיפול במים, המוביל להפחתה של פלוקס, ביקוש אנרגיה מוגברת, והחלפת membrane מוקדמת. Graphene-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-en-s-sivesive התנגדות כדי להעמדמחדשההתנגדות לפגום כדי להעמדפרעמדפרעמדפני מנגנונים פגומים כדי לגרועים כדי לגרועים באמצעות מנגנונים מרובים, תוך מנגנונים מרובים, טעון באמצעות מנגנונים מרובים, טעון, טעון באמצעות מנגנונים מרובים, טעון, שלילי, שלילי

עבור יישומים שבהם רעע הוא בלתי נמנע, גרפן membranes מציעים יתרונות ניקוי והתחדשות.היציבות הכימית של גרפן מאפשר שימוש בסוכני ניקוי קשים, כולל כלורין וחומצות חזקות, אשר יקטין את הפולימיד המקובלים (פולימידומיד) קונבנציונאלי) בתצורה מסוימת, מוליכות חשמלית של גרפן מאפשרת ניקוי אלקטרוכימי, שבו יישום של מתח מייצר שינויים מקומיים או תגובתיים חמצן שלא ניתן להפריע.

מחקרים הוכיחו כי מלמברנס לשמור על נוזל יציב על תקופות פעולה מורחבות במים מזון מאתגר, כולל פסולת עירונית ואפקטים תעשייתיים, עם שיעור נמוך משמעותית של רעם פולימריים מסחריים.הפעילות האנטימיקרוביאלית של קרום גרפן תורמת עוד יותר לשליטה מופרזת על ידי עיכוב היווצרות ביופילם, בעיה מתמשכת במערכות membrane קונבנציונליות.

אנרגיה יעילה והשפעה סביבתית

צריכת האנרגיה של תהליכי הדה-הפלה היא גורם קריטי הקובע הן את הכדאיות הכלכלית והן את הקיימות הסביבתית. Reverse osmosis desalination דורש בדרך כלל 3 עד 5 ק"ג לשעה מעוקב של permeate, בעוד תהליכים תרמיים צורכים באופן משמעותי יותר.היתר המים הגבוהים של קימברה גרפינית גרף יש פוטנציאל להפחית את הלחץ החל הנדרש עבור desalination, ובכך להפחית את צריכת האנרגיה הפחתת דרישות דלקתיות של 1 שעות לאחר מכן עם ממוצע של פחמן חד-דלקת מינימלי של פחמן חד-חמצני יכול להגיע לרמה.

מעבר לחיסכון באנרגיה ישיר, ההתנגדות המשופרת של קרוטן ממצמצמצת את תדירות ניקוי כימי ומחילת קרום, הורדת טביעת הרגל הסביבתית הקשורה לייצור כימי וסילוק פסולת.הפוטנציאל לפעולה בלחץ נמוך גם מקטין את טביעת הרגל של צמחי הפלה, במיוחד כאשר יחד עם מקורות אנרגיה מתחדשת.

יישומים בטיהור מים

Graphene-enabled membranes נחקרים עבור מגוון רחב של יישומי טיפול במים, החל מי הים desalination להפרדה תעשייתית מיוחדת. בעוד פריסה מסחרית בקנה מידה גדול נשאר בשלבים מוקדמים, פרויקטים טייסים והפגנות מעבדה הקימו את הכדאיות הטכנית על פני מקרים מרובים של שימוש.

ים יורדי אלמוות

ים מי desalination מייצג את היישום התובעני ביותר שעלול להשפיע על קרום גרפן.הנשגב הגבוה של מי הים, בדרך כלל 35 גרם לליטר של מוצקים מתמוססים מוחלטים, דורש membranes המסוגל לדחות מעל 99 אחוזים של סטיות מלח תוך שמירה על פתרונות מים גבוהים של פלורקס. גרף מעבדה דו"ח דיאגונס הראו דחייה של 1% עבור כלוריד, עם מים חמים, עם מחזורי מים גבוה יותר מאשר חוקרים ארציים, כולל בדיקות מעבדה, כולל בדיקות דם גבוה יותר מאשר בתקופות גבוהות יותר מאשר חוקרים יציבים של אוניברסיטת מנצ'סטרום, כולל בדיקות מעבדה, כולל בדיקות מעבדה, כולל בדיקות מעבדה, כולל בדיקות מעבדה, כולל בדיקות מעבדה, 000 של אוניברסיטת מנצ'סטרום, 000 של אוניברסיטת מנצ'סטרום, כולל בדיקות דם גבוה יותר מאשר בתקופות גבוהות יותר מאשר בדיקות דם גבוה יותר מאשר חוקרים.

ניסויים בקנה מידה טייס החלו במספר מיקומים ברחבי העולם. בסין, צמח הפגנה באמצעות מזכרים מים חמים על פני כדור הארץ השיגה פעילות יציבה במשך יותר משישה חודשים, ייצור מים מפגש WHO שתיית תקני מים. במזרח התיכון, פרויקטים מחקריים משותפים מעריכים את הביצועים של קרוטן-אן-אן-אן-הנסים בתנאים מאתגרים של מי הים במפרץ, שיש להם גבוה, טמפרטורה גבוהה, וריכוזים גבוהים.

טיפול במים ו-Reuse

טיפול פסולת עירוני ותעשייתי מציג אתגרים שונים מאשר ים desalination, עם תערובת מורכבת של תרכובות אורגניות, פתוגנים, מוצקים מושעה, וחומרים מזינים הדורשים הסרת. Graphene membranes הראו ביצועים מצוינים בטיפול משניים וטרטימי פסולת מים שפכים effluents.ההשפעה הגבוהה והתנגדות מופרזת של membranes יעילה לאפשר הסרת חומר אורגני, ווירוסים, תוך שמירה על פעילות פרעצמאית נוספת של חומרים אנטי-דלקתיים.

מחקרים הראו כי מלמבריות יכולות להשיג מעל 99.99 אחוזים של פתוגנים חיידקיים כגון FLT:0Escherichia coliveFLT:1 ו-FLT:2Staphylococcus aureusphalnes:0Escherichia colipheria coliphed:2Staphylococcus (החלים) לטיפול יעיל של שמן נוזלי, כמו גם הסרת חומרים צמחיים, ומניעה יעילה של חלקיקים ויראליים.

מים תעשייתיים ושיקום משאבים

מעבר להסרת contaminant, membranes גרפן מפותחת עבור הפרדה סלקטיבית ושיקום של משאבים יקר מן זרמי תהליכים תעשייתיים. בתעשיות כריית ומכות מתכת, membranes המסוגלים לשחזר באופן סלקטיבי ליתיום, אלמנטים נדירים באדמה, ומתכות יקרות מן תהליך וזרימי פסולת יכולים להפחית את ההשפעה הסביבתית תוך יצירת ערך כלכלי.

בתעשיית המזון והמשקאות, גרפן ממברנס מציע הזדמנויות לריכוז, טיהור ושבריר של מוצרים ללא ההידרדרות התרמית הקשורה לתהליכי evaporation.היציבות הכימית של גרפן מאפשרת הפעלה בתנאי pH קיצוניים וטמפרטורה כי יהרוס membranes פולימרי, פתח יישומים בחומצה ושיקום אלקלי, הפרדה מחוסנת, ותהליך עתיר רוח גבוה.

יישומים מתפתחים וממוקדים

מספר יישומים מתעוררים ממנפים את המאפיינים הייחודיים של קרוטן ממעברנס עבור צרכי טיפול במים מיוחדים. (FLT:0 Point-of-use טיהור מים) 1 בפיתוח שילוב של קרוטן לתוך מערכות אנרגיה קומפקטיות, נמוך מתאים לשימוש ביתי באזורי מים.

(FLT:0) osmosisFLT:1 יישומים באמצעות קרום גרפן לנצל את גלימת המים הגבוהים של שכבות עבור תהליכים מונעים אוסמוטיים הפועלים ללא לחץ הידראולי. גישה זו נחקרת עבור desalination באמצעות חום פסולת, ריכוז של מיץ פירות ומשקאות, וטיפול של גלימות גבוהה כי הם מאתגרים עבור תהליכים מונחי לחץ קונבנציונליים.

(FLT:0) מנברן דיטרציה יעילה של LT:1 מייצג גבול אחר, שבו היציבות התרמית יוצאת דופן ותכונות הידרופוביות של קרוטן מאפשר תחבורה אדפור יעילה על פני טמפרטורות ⁇ . Graphene מבוסס membranes הוכיחו ביצועים גבוהים יותר ב distillmebrane distill, שיפור עמידות גבוהה יותר, לעומת פוליפרופילן מסחרי ופוליטרה-fluoroelenemiren, עם יותר, עם מלח גבוה יותר, עם עמידות רטובה, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר חזק יותר חזק יותר, יותר, יותר חזק יותר חזק יותר חזק יותר חזק יותר, מאשר עמידות רטובה יותר, יותר, עם עמידות רטובה יותר, יותר, יותר, יותר, עם עמידות רטובה יותר, יותר, עם עמידות רטובה יותר, יותר, יותר, יותר מאשר עמידות רטובה יותר, יותר, יותר, מאשר עמידות מוגברת יותר, מאשר עמידות מוגברת, מאשר עמידות מוגברת, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, 000 יותר, יותר, יותר, 000 חזק

אתגרים ומחקר גבולות

למרות ההתקדמות יוצאת הדופן במחקר גרפן קרום, יש לטפל במספר אתגרים משמעותיים לפני אימוץ מסחרי נרחב הופך להיות אפשרי.המעבר מהפגנות בקנה מידה מעבדה ליישומים בקנה מידה תעשייתי דורש פתרונות לבעיות של ייצור, יציבות, עלות ועקביות ביצועים.

ייצור Scalability

הייצור של מזכר גרפין באיכות גבוהה בקנה מידה נשאר המחסום הגדול ביותר למסחר.שיטות נוכחיות לייצור גרפן prise עם פורוזיות מבוקרות מוגבלות לאזורים קטנים ודורשים ציוד יקר ותהליכים. ⁇ כימי יכול לייצר אתגרים גדולים של גרפן ייצור גדול-area ייצור, אבל העברת סרטים אלה ממתחת צמיחה כדי להציג פגמים ותהליכים כיסניונות קמטמים כימות סגסוגת memcamosis של חומרים חד-חמצני הוא יותר, עם סגסוגת אחידה, עם סגסוגת אחידה של סגסוגת חומרתית, עם סגסוגת סגסוגת יותר, עם סגסוגת סגסוגת יותר, עם סגסוגת חומרתית.

תהליכי ייצור מתמשכים, כולל ציפוי חריץ-די, ציפוי תרסיס, ורכב שכבת-על-ידי-שכבות, מפותחים כדי לאפשר ייצור רול-to-roll של קרום-ול-של GO. גישות אלה מראות הבטחה להשגת התפוקה והעקביות הנדרשת לייצור תעשייתי, אך אופטימיזציה נוספת נדרשת לשלוט עובי membrane, בריבית הדדית, ודחיסות בקנה מידה הייצור.

יציבות ויציבות לטווח ארוך

החיים התפעוליים של קרוטן קרומברנס בתנאי טיפול במים אמיתיים עדיין מאופיין באופן לא שלם, בעוד מחקרים מעבדה הוכיחו ביצועים יציבים לאורך תקופות של שבועות חודשים, מכני, כימי ויציבות מבנית לאורך שנים של פעילות רציפה טרם הוקמה.Swelling of GO membranes במים, הנגרמת על ידי שילוב של מולקולות מים בין גיליונות, יכול להגדיל את הנפיחות והפשרות מלח לאורך זמן, אך באמצעות אסטרטגיות אחרות של ייצור כימי, אך ורק כדי להפחית את המורכבות הגופנית, או להפרעות של חומרים אלה, או לשרירים, או להפרעות פעילות גופנית, או לצמצום, או להפרעות של חומרים כימיים, או לצמצום, או לצמצום, או להפרעות של זיהום, ייתכן שעדיין מפותחות, או לכדי יכולת הפחתת מורכבות, או להפרעות של זיהום אוויריות, או לכדי יכולת לחימה, או לכדי יכולת הנשימה, או לכדי יכולת הנשימה, או לכדי יכולת הנשימה, או לצמצום של מולקולות של מולקולות של חומרים כימיים, או לצמצום של זיהום אוויריות, או לכדי יכולת לחימה, או לכדי יכולת הנשימה, או לצמצום של זיהום מים, או לזיהומים, או לצמצום של זיהומים אחרים, או לצמצום של זיהום אוויריות פיזית, או לצמצום של זיהום אוויריות,

היציבות ארוכת הטווח של קרוטן קרום בנוכחות כלור, המשמש כחיטוי במערכות טיפול מים רבות, דורש הערכה זהירה. בעוד גרפן סובלני יותר מאשר פולימידה membranes, חשיפה ממושכת לריכוזים עתיריים גבוהים יכול לחמצן קצוות גרפן ואתרי פגם, שינוי תכונות membrane.

הפקה זולה-אווירית

עלויות הייצור הנוכחיות עבור קרוטן membranes באופן משמעותי עולה על אלה של membranes פולימרי קונבנציונלי.עלות של גרף באיכות גבוהה גרף גרפן oxide, בעוד ירידה כמו שיטות ייצור לשפר, נשאר גבוה יותר מאשר פולימרים המשמשים RO מסחריים NF membranes.הצעדים לעיבוד הנוסף הנדרש עבור ייצור membrane, כולל deposition, 10 $, ולאחר טיפול, להוסיף עלויות הייצור עבור גרזן בדרך כלל כדי להשיג את טווח הייצור של 50 מטר כדי להשיג את זה, בדרך כלל, 000.

ניתוחים כלכליים מראים כי הביצועים הגבוהים יותר של קרוטן קרום, במיוחד מבחינת חוסר יכולת והתנגדות מפרה, יכולים להתחיל עלויות ראשוניות גבוהות יותר באמצעות צריכת אנרגיה מופחתת, חיים תפעוליים ארוכים יותר, דרישות תחזוקה נמוכות יותר. עם זאת, פיתוח שיטות ייצור גרפין בעלות נמוכה, באיכות גבוהה נשאר עדיפות עבור קהילת המחקר.גישות כולל פיזור אלקטרוכימי של גרפיטי, סינת ישיר מביומסה וזרימה הן מקווי פסולת.

שליטה ופעולה

ביצועי ההפרדה של קרום גרפן תלויים באופן ביקורתי בנוכחות ובטבע של פגמים.בעוד פגמים מבוקרים כגון בועות תת-קרקעי הם חיוניים לפלישה, פגמים בלתי מבוקרים כולל דמעות, פיטורים, וכיסוי לא שלם יוצרים מסלולים שפסעו את השכבה הסלקטיבית, צמצום דרסטי של דחיית מלח.Achieving aפגום-free membranes על פני אזורים גדולים נשאר מאתגר מבחינה טכנית, סובלנות עבור פגמים מסוימים, וגמישות נמוכה של מים, כאשר יש צורך בפסולת, או ליקויים מסוימים, יש צורך בפסולת, יש צורך בפסולת מים מסוימים, אם כי הם מגבלות מסוימות, כאשר טיפול מינימלית, אם כי הם בהכרח, יש צורך בעצימות, אם כי הם קיימים, אם כימות, ירידה משמעותית.

טכניקות להתאמה מתקדמת, כולל Raman spectroscopy, לסרוק מיקרוסקופיות אלקטרונים, ומיקרוסקופיות כוח אטומי, מוחלים על מנת להבין ולשליטה פגם במהלך ייצור membrane. Machine Learning and Process Automation נחקרים כדי לייעל פרמטרים ייצור ולצמצם את הרגישות הפגומה.הפיתוח של קרום עצמי, המסוגל לתקן פגמים קלים באמצעות מנגנונים כימיים או פיזיים, מייצג גישה חדשנית למול אתגרים עקביים.

אפשרויות לעתיד ודרכי מסחר

המסלול של טכנולוגיית קרוטן ממוחן מסקרנות מעבדה למוצר מסחרי האץ בעשור האחרון, מונע על ידי השקעה מתמשכת במחקר והכרה גוברת של ההשפעה הפוטנציאלית על אבטחת מים גלובלית.כמה חברות יצאו לשיווק מוצרי טיפול במים מבוססי גרפן, להתמקד בתחילה ביישומים נישה שבו היתרונות של גרפן להצדיק תמחור פרימיום.

הצעות מסחריות ראשוניות מכוונות לטיפול פסולת תעשייתי, שבו השילוב של הסרת זיהום גבוה, התנגדות מפרה, ויציבות כימית מספקת יתרונות ברורים על מוצרים קונבנציונליים.מוצרים כולל חומרים אולטרה-מחדורים מבוססי- GO עבור טיפול במים שמנים והסרת מתכת כבדה נכנסו פריסה מסחרית מוגבלת.שוק הביולוגי membrane, שבו התנגדות רעועה מוערך במיוחד, מייצג הזדמנות מוקדמת לאימוץ עבור גרמולגן-גרמנט.

המסלול ליישומים בקנה מידה גדול של ים פלינציה צפוי להיות ארוך יותר, הדורשים רזולוציה של יכולת ייצור, עלות, אתגרים ארוכי טווח יציבות. מפת דרכים בתעשייה מציע כי RO membranes מבוסס גרפן יכול להשיג פריסת יחס מסחרי בתוך חמש עד עשר שנים, עם מתקנים ראשוניים ככל הנראה מכוונים לפלישה מים או טיפול תעשייתי גבוה במים לפני התקדמות למים.

(המחקר ממשיך לדחוף את הגבולות של ביצועים גרפיניים של גרפן:0) ג'אנוס membranesFLT:1, עם כימיה שטח סימטרי, מפותחים לשלב את היתרונות של שכבות הידרופיליות הידרופוביות עבור תחבורה מים מוגברת והתנגדות רעועה.

ההתכנסות של טכנולוגיית קרוטן עם גישות מתקדמות אחרות לטיפול במים, כולל תהליכים אלקטרוכימיים, photocatalysis ופרסומות, יוצרת מערכות טיפול משולבות המסוגלות להתמודד עם אתגרים מורכבים באיכות המים.מערכות היברידיות אלה מנףות את המאפיינים הייחודיים של גרפן על פני פונקציות מרובות, פוטנציאל להשיג ביצועים טיפול מעבר למה שכל טכנולוגיה אחת יכולה לספק.

מסקנה

Graphene-enabled membranes מייצג שינוי פרדיגמה בטכנולוגיית desalination וטיהור מים, המציע את הפוטנציאל להתגבר על מגבלות הביצועים הבסיסיים של מערכות membrane קונבנציונליות.הנכסים יוצאי דופן של גרפן, כולל דקות, כוח מכני, יציבות כימית, טונה פני השטח הכימי, וכימיה משטח טונה, מאפשר לימברנס עם שילובים חסרי תקדים של יכולת,סלקטיביות, והתנגדות רעועה בעוד שעדיין יש השפעה גלובלית, להתמודד עם יציבות גבוהה יותר, לחץ גבוה יותר ויותר, לחץ גבוה יותר ויותר, ישאר, לחץ גבוה של התפתחות מסחרית, לחץ גבוה יותר ויותר, יציב, כי ישאר, לחץ גבוה יותר ויותר, יהיה, לחץ גבוה יותר ויותר, לחץ גבוה יותר ויותר, לחץ גבוה יותר ויותר, לחץ גבוה יותר ויותר, לחץ גבוה יותר ויותר, לחץ גבוה יותר ויותר, לחץ גבוה של איכות מסחר של איכות גבוהה של איכות גבוהה של איכות גבוהה של איכות גבוהה של איכות מסחרית, כיבית גבוהה יותר ויותר, כיבית גבוהה של התפתחות גבוהה של התפתחות גבוהה של איכות גבוהה של איכות מסחרית, יהיה, יהיה, כיבית גבוהה יותר ויותר, יהיה, כיבית גבוהה של איכות גבוהה יותר ויותר, כיבית גבוהה של איכות גבוהה יותר ויותר, כיבית גבוהה יותר ויותר, לחץ גבוה יותר ויותר

הפיתוח המתמשך של טכנולוגיה זו מבטיח להפחית את צריכת האנרגיה ואת ההשפעה הסביבתית של הפלה, הרחבת הגישה לטיפול במים מתקדמים בהגדרות המוגבלות משאבים, ומאפשר גישות חדשות לשיקום משאבים ושימוש במים.כפי מחקר מתקדם מהפגנות מעבדה ועד אימות בקנה מידה פיילוט ופריסה מסחרית, קרום-גניבה ממוקמים כדי להפוך לטכנולוגיה אבן הפינה במעבר מים בר קיימא עבור ניהול אוכלוסייה גלובלית הולכת וגוברת.

(ב) לקריאה נוספת על יסודות הטכנולוגיה של גרפן מנברן, הסקירה המקיפה של ה-FLT:0Abraham et al. in Nature Reviews MaterialsFLT:1 מספקת סקירה סמכותית של סינתזזה, אפיון וביצועים.The FLT:2Journal of Membrane ScienceFal 3LT 3LT) מפרסם באופן קבוע מחקר חדשני על גבי גרף גרפיטי, ו-ofenmcore דרישות פיתוח מים: