Graphene based composite materials for water purification
Materiały kompozytowe na bazie grafenu przeznaczone do oczyszczania wody
Project type: Research and development
Keywords: grafen kompozyt grafenowy filtry do wody filtry grafenowe HSMG
Keywords (english): graphene graphene composites water filters graphene filters HSMG
Consortium members: Politechnika Łódzka (Lodz University of Technology) AMII Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością
Project implementation period: 1/04/2016 - 31/12/2021
Funding institution: Narodowe Centrum Badań i Rozwoju
Program name: Inteligentny Rozwój 2014-2020
Project manager: Konrad Dybowski
Funding value: 5 132 774,29 PLN
Total project value: 5 928 412,87 PLN
Celem projektu jest wytworzenie i zbadanie skuteczności działania nowych materiałów kompozytowych do oczyszczania wody zbudowanych na bazie grafenu. Projekt zakłada wytworzenie materiału filtracyjnego w wyniku nałożenia na nośne podłoża grafenu w postaci polikrystalicznych monowarstw. Warstwy te wykorzystywane będą jako półprzepuszczalne membrany do selektywnego wychwytywania zanieczyszczeń lub okładziny filtrów do demineralizacji pojemnościowej. Filtry te podczas oczyszczania wody wyłapywać będą zawarte w niej jony, np. soli, a po odwróceniu polaryzacji ulegać będą oczyszczaniu. Alternatywną koncepcją jest wytworzenie kompozytu zbudowanego z wielu warstw polikrystalicznego grafenu rozdzielanych filarami (makrocząsteczkami) o założonych odległościach międzypłaszczyznowych, między którymi przepływać będą cząsteczki wody, a zanieczyszczenia wyłapywane będą elektrostatycznie oraz mechanicznie. Rozwiązania te bazować będą na grafenie wytwarzanym na podłożu metalicznej fazy ciekłej (grafen HSMG™-High Strength Metallurgical Graphene). Ten sposób wytwarzania polikrystalicznych płatów grafenowych umożliwia uzyskania grafenu dużych rozmiarów o wysokich właściwościach wytrzymałościowych. Daje to szansę na wytworzenie trwałych kompozytów, które mogą zastąpić dotychczas stosowane materiały wykorzystywane w filtracji wody. Kolejną z rozpatrywanych koncepcji jest filtracja na bazie włóknin polimerowych z płatkami grafenu. Koncepcja ta zakłada nakładanie grafenu w postaci płatków na włókniny polimerowe, które będą mogły posłużyć do budowy filtrów do oczyszczania mechanicznego i wyniku adsorpcji zanieczyszczeń na powierzchni grafenu. Wytworzone na tej bazie kompozytowe układy filtracyjne zostaną przebadane pod kątem skuteczności demineralizacji wody. Najbardziej efektywne rozwiązania będą wdrożone do produkcji przez członka konsorcjum - polską firmę Amii Sp. z o.o., która jest jednym z czołowych producentów systemów do uzdatniania wody.
The aim of the project is to produce and test the effectiveness of new materials for water purifica-tion based on graphene. The project involves the production of filter material as a result of deposi-tion of polycrystalline graphene monolayers onto supporting material, used as a membrane or ca-pacitive deionization electrode. An alternative approach is to produce a composite made of multiple layers of polycrystalline graphene separated with pillars (macromolecules) with interplanar distanc-es between which water molecules will pass. These solutions will be based on the graphene pro-duced on the liquid phase metallic substrate (eg. HSMG ™). This method of producing polycrystal-line sheets of graphene allows obtaining graphene with high strength properties. This gives the chance to produce durable composites that can replace previously used materials used in water filtration. The next considered concept is the filtration based on polymer fibers with graphene plate-lets. This concept involves deposition of graphene nanoplatelets on a non-woven polymer that can be used to construct filters. Composite filtration systems produced on this basis will be tested for effectiveness of water deionization and demineralization. The most effective solutions will be im-plemented into production by the consortium member – Amii - polish company, which is one of the leading manufacturers of water treatment systems.
Go back