Исследователи из Университета Джеймса Кука разработали процесс синтеза графена из масла кожуры мандарина, который они затем использовали для извлечения серебра из отходов фотоэлектрических материалов. Чтобы продемонстрировать качество восстановленного серебра и синтезированного графена, они создали датчик дофамина, который, как сообщается, превосходил эталонные устройства.
Команда из австралийского университета Джеймса Кука синтезировала «автономный» графен использование нетоксичного и возобновляемого масла из кожуры мандарина, которое, как сообщается, можно использовать для восстановления серебра из органических фотоэлектрических устройств с истекшим сроком эксплуатации.
«Это не только привело к получению высококачественного графена, но также продемонстрировало замечательную способность избирательно извлекать серебро из фотоэлектрических отходов. Одним из самых удивительных открытий было то, насколько исключительно избирательным был графен в отношении серебра», — рассказал автор корреспондента Мохан Джейкоб. журнал pv.
Качество как восстановленных, так и синтезированных материалов было затем продемонстрировано с помощью улучшенного серебром сенсора дофамина SPE, который превзошел два эталонных сенсора дофамина, изготовленных без композита серебра и графена.
Синтез графена
Команда начала исследование с синтеза графена «с использованием микроволновой плазмы» в атмосферных условиях. «Основные компоненты системы включают микроволновый генератор частотой 2.45 ГГц, согласующую сеть, систему охлаждения и реакционную камеру», — говорится в сообщении.
Анализ рамановского спектра графена показал «характерный двумерный пик» при мощности микроволнового излучения от 2 до 200 Вт. «Изображения, полученные с помощью просвечивающей электронной микроскопии, показали межузельное расстояние 1000, что соответствовало значению дифракции рентгеновских лучей, рассчитанному по закону Брэгга. ", - заявила команда.
Восстановление серебра из PV
Затем команда извлекла серебро из органических фотоэлектрических устройств путем выщелачивания в растворе азотной кислоты. ФЭ-покрытие содержало оксид индия и олова (ITO), оксид цинка (ZnO), оксид молибдена (MoO3) и серебра (Ag).
После завершения выщелачивания раствор охлаждали и использовали в качестве исходного раствора для создания ТФЭ с графеновым покрытием. «После 10 минут электроосаждения концентрация Ag немного снизилась до 1.69 ppm. Это уменьшение предполагает, что некоторые ионы Ag восстанавливались и осаждаются на поверхности электрода во время электрохимического процесса. После 20 минут электроосаждения концентрация ионов Ag еще больше снизилась до 1.62 ppm, что указывает на постоянное снижение концентрации ионов Ag», — заявили ученые.
«Эти результаты позволяют предположить, что более длительная продолжительность электроосаждения может привести к дальнейшему снижению концентрации серебра». Отложение Ag было подтверждено методом циклической вольтамперометрии.
«Несмотря на присутствие различных других соединений в растворе отходов фотоэлектрических систем, графен продемонстрировал исключительную способность изолировать и восстанавливать серебро с высокой точностью. Это двойное преимущество производства ценного графена и избирательного извлечения серебра из сложной смеси стало захватывающим и несколько неожиданным результатом», — сказал Мохан.
Команда заявила, что исследование «подчеркивает замечательную эффективность» графена в извлечении ценных металлов, таких как серебро, из электронных отходов.
«Мы решили продемонстрировать использование отходов фотоэлектрических материалов, потому что фотоэлектрические отходы вызывают быстро растущую озабоченность в связи с растущим внедрением солнечной энергии. Утилизация фотоэлектрических панелей, содержащих ценные металлы, такие как серебро, создает как экологические, так и экономические проблемы. Сосредоточив внимание на фотоэлектрических отходах, мы стремились разработать устойчивое решение, которое удовлетворяет острую потребность в эффективных методах переработки и одновременно восстанавливает ценные ресурсы», — сказал Джейкоб.
Демонстрация датчика дофамина
Чтобы проиллюстрировать качество композитного материала в реальных условиях, команда изготовила детектор графен-серебряный электрод (ТФЭ/графен-Ag) и сравнила его с детектором ТФЭ без покрытия и детектором графен/ТФЭ. Результаты испытаний показали, что электрод SPE/графен-Ag продемонстрировал «значительное улучшение пикового тока» по сравнению с двумя другими образцами.
Исследователи предложили и другие применения композитов графен-серебро, такие как коррозионно-стойкие покрытия, проводящие чернила для использования гибких устройств в электронной промышленности, антимикробные покрытия для использования в биомедицинской промышленности, а также датчики для обнаружения газов, биомолекул и загрязняющие вещества.
Их работа подробно описана в статье «Зеленый синтез графена для целевого извлечения серебра из фотоэлектрических отходов», опубликованной в хемосфера - слой атмосферы между стратопаузой и хемопауза над землей.
Реакция на исследование на сегодняшний день была положительной. «Наша работа только что появилась в Интернете, и мы потрясены реакцией наших коллег и их интересом к нашему исследованию», — сказал Джейкоб, добавив, что группа получила обнадеживающие отзывы о «более широкой применимости и потенциальном влиянии» работы в области отходов аккумуляторов и электроники.
Следующими шагами команды станет оптимизация процесса зеленого синтеза для повышения его масштабируемости и экономической жизнеспособности, стремясь к созданию процесса, который можно будет интегрировать в существующую инфраструктуру переработки фотоэлектрических систем и электронных отходов. «Мы активно рассматриваем коммерциализацию, чтобы вывести эти достижения на рынок и оказать существенное влияние на отрасль», — сказал Джейкоб. «Мы также изучаем возможности партнерства с заинтересованными сторонами отрасли и инвесторами для пилотирования более масштабных проектов».
Этот контент защищен авторским правом и не может быть использован повторно. Если вы хотите сотрудничать с нами и хотели бы повторно использовать часть нашего контента, свяжитесь с нами: editors@pv-magazine.com.
Источник из журнал pv
Отказ от ответственности: информация, изложенная выше, предоставлена pv-magazine.com независимо от Chovm.com. Chovm.com не делает никаких заявлений и не дает никаких гарантий относительно качества и надежности продавца и продукции. Chovm.com категорически отказывается от какой-либо ответственности за нарушения авторских прав на контент.
