石墨烯材料，即石墨烯，氧化石墨烯（GO）和还原氧化石墨烯（rGO），是碳纳米结构，由于其尺寸，面积和表面化学，可以设计新的三维和多功能材料，很有可能解决与缺水相关的问题。
例如，它们是潜在的凝固/絮凝剂，这是因为它们具有广泛的表面积，沿其有多个锚点能够捕获大量有机和无机物质，也就是说，对于捕获污染物非常有用。
使用石墨烯材料捕获污染物的主要策略。Environ. Sci. Technol., 2012, 46, 7717.
它们还具有化学惰性，固定在基材中可防止有机物粘附在表面上。这种特性在膜技术中实现时将允许几乎无摩擦的水流，换句话说，石墨烯材料的使用可以使水的通过保持更长时间的恒定，从而提供更高的能源效率。
此外，它们的纳米尺寸，薄片的排列以及它们之间数百万个纳米通道的存在使它们高度不渗透，可以作为分子或污染物的筛选。
离子和水通过石墨烯纳米通道的传输。J. Phys. Chem. C 2020, 124, 31, 17320.
最后，石墨烯及其衍生物的重要抗菌和光催化性能，除了通过利用阳光减少微生物负荷外，还有助于降低对杀生物剂的要求。
用于水净化的3D结构中石墨烯的示意图。Gels 2022, 8, 622.
识别、理解和利用石墨烯的特性进行实际产品开发并非易事。然而，在2022年11月3日，Graphene flagship，大约10年前欧盟委员会投资10亿欧元用于石墨烯研究的多学科项目，宣布了石墨项目的结果，该项目包括开发一种带有氧化石墨烯的新型聚砜过滤器，该过滤器可作为更有效的机械网络来捕获重金属等污染颗粒， 抗生素，病毒，细菌，毒素等，允许清洁和安全的水通过。
就其本身而言，墨西哥在拉丁美洲研究和开发石墨烯材料应用的先驱公司Energeia-Graphenemex®与其他公司和研究中心合作，加入了寻找通过使用石墨烯来提高水的可用性和质量的战略，希望在短期内为社会提供所有这些好处。
引用：
- Yu Z, Wei L, Lu L, Shen Y, Zhang Y, Wang J, Tan X. Structural Manipulation of 3D Graphene-Based Macrostructures for Water Purification. Gels. 2022, 29; 8(10):622.
- Alessandro Kovtun, Antonio Bianchi, Massimo Zambianchi, Cristian Bettini, Franco Corticelli Giampiero Ruani, Letizia Bocchi,Francesco Stante,Massimo Gazzano, Tainah Dorina Marforio, Matteo Calvaresi, Matteo Minelli,Maria Luisa Navacchia, Vincenzo Palermo and Manuela Melucci. Core–shell graphene oxide– polymer hollow fibers as water filters with enhanced performance and selectivity. Faraday Discuss., 2021, 227, 274.
- Sebastiano Mantovani,Sara Khaliha, Laura Favaretto, Cristian Bettini,Antonio Bianchi, Alessandro Kovtun, Massimo Zambianchi, Massimo Gazzano, Barbara Casentini, Vincenzo Palermo and Manuela Melucci. Scalable synthesis and purification of functionalized graphene nanosheets for water remediation. Chem. Commun., 2021, 57, 3765
- Sara Khaliha, Tainah D. Marforio, Alessandro Kovtun, Sebastiano Mantovani, Antonio Bianchi, Maria Luisa Navacchia, Massimo Zambianchi, Letizia Bocchi. Nicoals Boulanger. Artem Iakunkov, Matteo Calvaresi, Alexandr V. Talyzin, Vincenzo Palermo, Manuela Melucci. Defective graphene nanosheets for drinking water purification: Adsorption mechanism, performance, and recovery. FlatChem., 2021, 29 100283.
- Yunzhen Zhao, Decai Huang, Jiaye Su, and Shiwu Gao. Coupled Transport of Water and Ions through Graphene Nanochannels. J. Phys. Chem. C 2020, 124, 31, 17320
- F. Guo, G. Silverberg, S. Bowers, S.-P. Kim, D. Datta, V. Shenoy and R. H. Hurt, Environmental Applications of Graphene-Based Nanomaterials. Environ. Sci. Technol., 2012, 46, 7717
- https://graphene-flagship.eu/graphene/news/graphene-applications-graphil/
本文来自Energeia- Graphenemex，本文观点不代表石墨烯网立场，转载请联系原作者。
