石墨烯是一种原子厚度的石墨层，由碳原子组成，呈六边形排列，就像原子尺度的铁丝网。由于该材料于2004年首次生产，这一成就得到了世界科学院的认可2010年诺贝尔物理学奖科学家们发现它具有许多顶级的光学、电子和机械性能。然而，科学家们感兴趣的另一个特性是它对气体的渗透性。如果石墨烯对不同的气体分子具有渗透性，它就可以用作过滤器，而且由于它只有一个原子厚，它可以非常快速地分离分子。
不幸的是，纯净的、未受损的石墨烯对所有气体都是不渗透的，因为它的原子被致密的电子云包围着。但是石墨烯很难制造，而且样品几乎总是含有缺陷，比如小孔、撕裂和晶界，原则上，气体分子可以通过这些缺陷渗透。如果石墨烯与酸反应生成氧化石墨烯，其中一些碳-碳键断裂，与氧原子重新形成，则会引入更多的缺陷。
活性炭过滤器
现在,何范公园韩国汉阳大学的教授和他的同事们已经证明了一种基于石墨烯和氧化石墨烯的薄膜可以有效地过滤二氧化碳和氮气。研究人员利用现有的多孔聚合物膜，将其浸入石墨烯和氧化石墨烯的溶液中，或者在旋转过程中让溶液滴到膜上。通过定制精确的制造方法，研究人员最终可以得到几层石墨烯和氧化石墨烯，它们要么松散地锁在一起，要么紧紧地锁在一起。
Park和他的同事们发现，如果薄膜紧密相连，并且被分离的气体含水量很高，那么薄膜就会阻止氮气的通过，但允许二氧化碳通过。帕克说，正是湿度使这种分离得以实现，因为湿度使膜中充满了微小的水滴，二氧化碳(而不是氮气)可以通过这些水滴溶解。研究人员认为，这种膜可以用来捕捉某些工业过程中的二氧化碳，比如燃煤，从而减少温室气体排放。
在另一项发展中，苗族余美国南卡罗来纳大学的科学家和他的同事们发明了一种氧化石墨烯膜，可以将二氧化碳和氢气、氢气和氮气分离开来。研究人员认为，他们通过真空过滤分散的氧化石墨烯通过多孔支架制成的膜可以应用于水处理。
Vladimiros Nikolakis美国特拉华大学的教授说，这两项进展都很有趣。他说:“制造超薄、高选择性的膜对于在特定分离中减少膜表面积的要求是很重要的。”“这两篇文章证明了使用氧化石墨烯或石墨烯层是可行的。事实上，选择性可以通过调节膜的制备或处理条件来调节，这表明进一步的改进可能是可行的。”
亨利·弗利美国密苏里大学系统学院的教授说，使用石墨烯基膜来进行气体分离一直是“圣杯”。他说，薄膜只有几个原子厚的事实可能会解决现有的分离问题，比如流动阻力。他补充说:“时间会证明这些(膜)是否与新技术或新科学相关，但这些都是令人兴奋的结果。”
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