俄羅斯研究人員對石墨烯進行了改造，以提高其從水中去除放射性核素的能力

莫斯科國立大學(xué)的俄羅斯科學(xué)家和庫爾恰托夫研究所以及瑞典和德國的同事將石墨烯的吸附性能提高了15倍，從而提高了其從水中去除放射性核素的能力。

這項開發(fā)工作由一個國際專家小組完成，他們成功地合成和表征了具有特定分子結(jié)構(gòu)缺陷的氧化石墨烯。這些特征將材料的吸附性能提高了15倍。

Kurchatov研究所的研究員Aleksandr Trigub對俄羅斯報紙Izvestia說：“我們研究了鈾在氧化石墨烯上的吸附機理，以確定其合成方法可以獲得最有效的材料。”

該化合物由還原的氧化石墨烯使用稱為Hummers方法的反應(yīng)制備。作者修改了使用爆炸性熱分層工藝生產(chǎn)氧化石墨烯的這種經(jīng)典方法。結(jié)果，在石墨烯的碳結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了缺陷，這些缺陷“捕獲”了重金屬陽離子(即那些帶有正電荷的陽離子)。

在傳統(tǒng)的氧化石墨烯中，碳原子以連接的六邊形的平坦(二維)“薄片”結(jié)構(gòu)構(gòu)成，表面帶有氧氣。在如上所述的“有缺陷的”氧化物中，氧以這樣的方式作用于石墨烯，從而產(chǎn)生許多不規(guī)則性。鈾陽離子的吸附是由于羧基位于有缺陷的氧化石墨烯結(jié)構(gòu)中的空隙邊緣的氧原子上而引起的。氧化石墨烯的主動氧化增加了羧基的數(shù)量，從而增加了其吸附性能。

新材料是專門為增加缺陷數(shù)量而開發(fā)的。科學(xué)家已經(jīng)使用強大的顯微鏡，X射線和光譜學(xué)方法詳細研究了其結(jié)構(gòu)。

二維碳材料，包括氧化石墨烯，在工業(yè)中越來越多地被使用。托木斯克工業(yè)大學(xué)化學(xué)與生物醫(yī)學(xué)技術(shù)研究學(xué)院副教授帕維爾·波斯特尼科夫(Pavel Postnikov)說，現(xiàn)在，這一主題是科學(xué)界發(fā)展最快的主題之一，研究人員正在尋找這種材料的新應(yīng)用。

俄羅斯國立科學(xué)技術(shù)大學(xué)(NUST MISIS)無機納米材料研究實驗室的首席研究員Pavel Sorokin說：“不同于生產(chǎn)昂貴的石墨烯，氧化石墨烯的合成非常簡單。”

洛巴切夫斯基大學(xué)物理學(xué)院理論物理系高級研究員安東·科納科夫說，提出的獲得這種物質(zhì)的方法很容易擴展，并且可以用于大規(guī)模生產(chǎn)用于水凈化的氧化石墨烯。

物理系副教授Vyacheslav Almyashev說，這項新工作是作者研究氧化石墨烯吸附能力的邏輯上的延續(xù)，其中發(fā)現(xiàn)了對邊緣羧基上含有放射性核素的離子的高吸附力。圣彼得堡電工大學(xué)化學(xué)專業(yè)。他說：“研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種技術(shù)，可以制造出高缺陷度的氧化石墨烯，以增加吸附中心的數(shù)量，并且證實了他們以前的假設(shè)。”