연구원들이 rGO를 개발하다

카타르 대학교(QU)의 연구원인 Maimoona Mohamed와 Nada Yahya Deyab은 지도교수인 Shabi Abbas Zaidi 박사와 함께 오일-물 분리 문제를 해결하는 데 진전을 이루었습니다.

그들의 연구는 기름-물 혼합물로부터 효율적인 기름 회수를 위한 새로운 물질을 개발하는 데 중점을 두고 있습니다. 감소된 그래핀 옥사이드(rGO)로 폴리우레탄(PU) 스펀지와 면을 변형함으로써 소수성, 오일 흡수 효능, 재사용성 및 비용 효율성 측면에서 유망한 결과를 얻었으며 물 문제를 해결하기 위한 유망한 솔루션을 제공했습니다. 기름 유출로 인한 토양 오염.

폴리우레탄 스폰지의 3D 다공성 구조는 유수 분리 응용 분야에서 가능성을 보여주었습니다. 그러나 낮은 소수성으로 인해 오일 흡수 효율이 제한됩니다. 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 스펀지를 산화그래핀(GO)으로 개질한 뒤, 쉽게 구할 수 있는 녹색환원제인 L-아스코르브산(L-ascorbic acid, L-ascorbic acid)을 이용해 환원그래핀옥사이드(rGO)로 환원시켜 스펀지의 소수성을 높이는 데 주력했다. AA).

GO를 합성하는 과정은 흑연 플레이크 1g을 98% H2SO4 23ml와 혼합한 후 상온에서 24시간 동안 교반하는 과정이었습니다. 이어서 NaNO3 100mg을 첨가하고 30분간 교반하였다. 이후 KMnO4 3g을 서서히 투입하고 약 30분간 가열 교반하였다.

물을 추가로 첨가한 후 30% H2O2 10ml를 첨가하여 합성 공정을 완료했습니다. 그 다음, 얻은 GO를 원심분리하여 산화되지 않은 흑연을 제거하고 건조하여 분말형 물질을 얻었습니다. 환원 및 변형 연구를 위해 합성된 GO의 개별 시트를 증류수에 분산시켰습니다.

rGO-PU 스폰지를 제조하기 위해 연구팀은 L-아스코르빈산을 환원제로 활용하는 친환경 방법을 사용했습니다. PU 스폰지는 처음에 작은 조각으로 자르고 건조되기 전에 증류수와 아세톤으로 완전히 헹구었습니다. 초음파 처리를 통해 GO의 수성 분산액을 제조하고 여기에 L-AA를 용해시켰습니다. 건조된 PU 스펀지를 이 혼합물에 담그고 약하게 교반하면서 48시간 동안 방치했습니다.

그런 다음, 스펀지를 세척하고 건조하여 rGO-PU 스펀지를 얻었다. rGO-cotton을 얻기 위해 동일한 프로토콜이 적용되었습니다. rGO-PU와 rGO-cotton의 변형된 표면은 노출된 표면에 비해 우수한 흡수 거동과 물 접촉각을 나타냈습니다.

rGO-PU 스펀지의 성능은 오일-물 혼합물에서 오일을 흡수하고 수집하는 방식으로 테스트되었으며 약 97%의 놀라운 회수율을 달성한 것으로 알려졌습니다. 또한, rGO-PU 스펀지는 갈라지거나 새는 현상 없이 우수한 재사용성과 압축성을 보여주었습니다. 비교 연구에서 팀은 rGO-PU 스펀지의 높은 압축성과 다공성 특성이 다양한 샘플에서 rGO-면 표면보다 성능이 우수하다는 것을 발견했습니다.