FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь 2019
176 городов
September – November 2019
312 cities
11-13 октября 2019
МГУ | Экспоцентр | 90+ площадок
14–16 октября 2016
Центральная региональная площадка
28–30 октября 2016
ИРНИТУ, Сибэскпоцентр
14–15 октября 2016
Центральная региональная площадка
23 сентября - 8 октября 2017
«ДонЭкспоцентр», ДГТУ
ноябрь-декабрь 2018
МВДЦ «Сибирь»,
Вузы и научные площадки города
6-8 октября 2017
Самарский университет
27-29 октября
Кампус ДВФУ, ВГУЭС
30 сентября - 1 октября
Ледовый каток «Родные города»
21-22 сентября 2018 года
ВКК "Белэкспоцентр"
9-10 ноября 2018 года
Мурманский областной Дворец Культуры
21-22 сентября 2019 года
22-23 октября 2019 года
29-30 ноября 2019 года
7-8 сентября 2019 года
27-29 сентября 2019 года
4-5 октября 2019 года
10-12 октября 2019 года

Химики МГУ создали мембрану для разделения газов

Российские химики создали из оксида графена мембрану, способную селективно пропускать пары воды и задерживать азот, метан, бутан и другие газы. Новая схема деления газов может существенно облегчить «сушку» газов перед закачкой в трубопроводы. Результаты исследования опубликованы в издании Journal of Membrane Science.

Оксид графена — это соединение углерода, водорода и кислорода в различных соотношениях, которое образуется при обработке графита сильными окислителями. Отличается от большинства оксидов это соединение тем, что не имеет определенного состава: соотношение атомов углерода и кислорода варьируется в нем в пределах от 2,1 до 2,9. Структура и свойства оксида зависят от способа получения, но общими для всех оксидов является пластинчатое строение — графитоподобные углеродные слои, на поверхности которых прикреплены кислородосодержащие группы атомов: карбонильные, гидроксильные, фенольные.

Окисленный графен синтезируют из графита, обрабатывая смесью серной кислоты, нитрата натрия и перманганата калия (метод Хаммерса, разработанный еще в 1950-ые годы). Современным способом получения оксида графена стало продольное «разрезания» углеродных нанотрубок, в результате чего образуются микроскопические плоские ленты из графена в несколько атомов углерода длиной несколько сотен нанометров.

Благодаря специфической двумерной структуре и существованию разных кислородсодержащих групп оксид графита имеет множество применений в самых разнообразных областях. Модифицированный гидроксидом калия оксид графена может быть использован как высокоёмкий конденсатор. Из слоев оксида графена, предварительно растворенных в воде, получают материал, похожий на сверхпрочную бумагу. Слои оксида графена могут избирательно пропускать воду и не пропускать другие газы, что может быть использовано в мембранах осушителей.

Изучением селективного транспорта паров воды в присутствии других газов занимались сотрудники нескольких российских научных организаций (химический факультет МГУ, факультет наук о материалах МГУ, ИОНХ РАН им. Н.С. Курнакова). Химики использовали оксид графена, синтезированный как по методу Хаммерса, так и из «разрезанных» углеродных нанотрубок. Слои оксидов наносили на оксид алюминия, который обладает упорядоченной пористой структурой с варьируемым размером каналов и плотностью пор.

«Варьирование соотношения размера нанолистов оксида графена и плотности пор позволило комплексно изучить механизмы переноса паров воды в мембранах на основе оксида графена и выделить вклады переноса молекул воды между слоями и по дефектам в нанолистах», — комментирует один из ведущих авторов работы, младший научный сотрудник химического факультета МГУ Дмитрий Петухов.

Ученые показали, что мембраны, изготовленные из листов оксида графена толщиной 25-60 нм, проявляют барьерные свойства по отношению к большинству газов (метан, азот, кислород, бутан), при этом обладая высокой проницаемостью по отношению к парам воды и водорастворимым газам (CO2). Полярные молекулы воды адсорбируются в межслоевом пространстве материала, не позволяя диффундироваться неполярным молекулам через мембрану.

«В данной работе мы сосредоточились на изучении влияния размера нанолистов на скорость транспорта, однако одно из продолжений работы, которым мы сейчас активно занимаемся, состоит в изучении влияния степени окисленности оксида графена на его транспортные свойства», — поделился Дмитрий Петухов.

Мембраны, демонстрирующие селективный транспорт паров воды, могут использоваться для осушения технологических газовых смесей, например, при подготовке воздуха для пневматических систем или же при подготовке природного и попутного нефтяного газа к трубопроводному транспорту.

Источник: Пресс-служба МГУ

Добавьте свой комментарий

Plain text

  • Переносы строк и абзацы формируются автоматически
  • Разрешённые HTML-теги: <p> <br>
LiveJournal
Регистрация

Новости в фейсбук

Случайные статьи

Правила жизни Максимилиана Франца Йозефа Корнелиуса Вольфа

Максимилиана Франц Йозеф Корнелиус Вольф - немецкий астроном, члена-корреспондента Российско

Новосибирские ученые разрабатывают новый метод лечения инсульта

Индий от Индии: что изобрести из оксида индия с учеными одноименной страны

Индий от Индии: что изобрести из оксида индия с учеными одноименной страны 

ИИ – художник и мыслитель

Материалы, используемые организмами

Все организмы используют какие-либо материалы: на этом основывается метаболизм.