Published April 5, 2022
| Version v1
Publication
Open
Tunable 2D Nanomaterials; Their Key Roles and Mechanisms in Water Purification and Monitoring
Creators
- 1. Khwaja Fareed University of Engineering and Information Technology
- 2. Hohai University
- 3. University of Education
- 4. University of Okara
- 5. University of Tasmania
- 6. Kohat University of Science and Technology
- 7. King Saud University
Description
Water supplies around the world are currently heavily polluted by heavy-metal chemicals, synthetic dyes, and other toxic pollutants released by major factories rather than typical household waste. This pollution necessitates adequate monitoring to protect natural water sources. There are various wastewater treatment methods available, including nanotechnology, i.e., two dimensional (2D) nanomaterials. Rising 2D nanomaterials including graphene, g-C 3 N 4 , MoS 2 , MXene, black phosphorus, and h-BN have exhibited an unparalleled surface-to-volume ratio, promising ultralow usage of material, ultrafast handling time, and ultrahigh treatment performance for cleaning, and monitoring of water. We provide a current overview of tunable 2D nanomaterials and their uses in water management. A brief description of 2D nanomaterials, their types, synthesis strategies and salient features involved in water management is provided. Furthermore, application of 2D nanomaterial in different processes of water treatment such as pollutants adsorption, filtration, disinfection, photocatalysis are discussed in detail. Likewise, the potential of 2D nanomaterials to be used in water quality monitoring gadgets like fluorescent sensors, colorimetric sensors, electrochemical sensors, and field-effect transistors are also explored. The study ends with a look at the current problems, limitations and future prospectus associated with the use of 2D material in water management. The importance of clean and fresh water to upcoming generations will bring new light and innovations to this emerging sector, allowing it to improve the quality and accessibility of water treatment while also ensuring global water supplies in an increasing part of the world.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
إمدادات المياه في جميع أنحاء العالم ملوثة بشدة حاليًا بالمواد الكيميائية المعدنية الثقيلة والأصباغ الاصطناعية والملوثات السامة الأخرى التي تطلقها المصانع الكبرى بدلاً من النفايات المنزلية النموذجية. يتطلب هذا التلوث مراقبة كافية لحماية مصادر المياه الطبيعية. هناك العديد من طرق معالجة مياه الصرف الصحي المتاحة، بما في ذلك تكنولوجيا النانو، أي المواد النانوية ثنائية الأبعاد (2D). أظهرت المواد النانوية ثنائية الأبعاد المرتفعة بما في ذلك الجرافين، و g - C 3 N 4، و MoS 2، و MXene، والفوسفور الأسود، و h - BN نسبة سطح إلى حجم لا مثيل لها، واعدة باستخدام منخفض للغاية للمواد، ووقت معالجة فائق السرعة، وأداء معالجة فائق السرعة للتنظيف، ومراقبة المياه. نقدم نظرة عامة حالية على المواد النانوية ثنائية الأبعاد القابلة للضبط واستخداماتها في إدارة المياه. يتم تقديم وصف موجز للمواد النانوية ثنائية الأبعاد وأنواعها واستراتيجيات التوليف والسمات البارزة المشاركة في إدارة المياه. علاوة على ذلك، تتم مناقشة تطبيق المادة النانوية ثنائية الأبعاد في عمليات مختلفة لمعالجة المياه مثل امتزاز الملوثات والترشيح والتطهير والتحفيز الضوئي بالتفصيل. وبالمثل، يتم أيضًا استكشاف إمكانات المواد النانوية ثنائية الأبعاد التي سيتم استخدامها في أدوات مراقبة جودة المياه مثل أجهزة الاستشعار الفلورية وأجهزة الاستشعار اللونية وأجهزة الاستشعار الكهروكيميائية والترانزستورات ذات التأثير الميداني. وتنتهي الدراسة بإلقاء نظرة على المشاكل الحالية والقيود ونشرة الإصدار المستقبلية المرتبطة باستخدام المواد ثنائية الأبعاد في إدارة المياه. ستجلب أهمية المياه النظيفة والعذبة للأجيال القادمة ضوءًا وابتكارات جديدة لهذا القطاع الناشئ، مما يسمح له بتحسين جودة معالجة المياه وإمكانية الوصول إليها مع ضمان إمدادات المياه العالمية في جزء متزايد من العالم.Translated Description (French)
L'approvisionnement en eau dans le monde est actuellement fortement pollué par des produits chimiques de métaux lourds, des colorants synthétiques et d'autres polluants toxiques rejetés par les grandes usines plutôt que par les déchets ménagers typiques. Cette pollution nécessite une surveillance adéquate pour protéger les sources d'eau naturelles. Il existe diverses méthodes de traitement des eaux usées disponibles, y compris la nanotechnologie, c'est-à-dire les nanomatériaux bidimensionnels (2D). Les nanomatériaux 2D croissants, y compris le graphène, le g-C 3 N 4 , le MoS 2 , le MXène, le phosphore noir et le h-BN, ont présenté un rapport surface/volume inégalé, promettant une utilisation ultra-faible du matériau, un temps de manipulation ultra-rapide et des performances de traitement ultra-élevées pour le nettoyage et la surveillance de l'eau. Nous fournissons une vue d'ensemble actuelle des nanomatériaux 2D réglables et de leurs utilisations dans la gestion de l'eau. Une brève description des nanomatériaux 2D, de leurs types, des stratégies de synthèse et des caractéristiques saillantes impliquées dans la gestion de l'eau est fournie. En outre, l'application de nanomatériaux 2D dans différents processus de traitement de l'eau tels que l'adsorption des polluants, la filtration, la désinfection, la photocatalyse sont discutés en détail. De même, le potentiel des nanomatériaux 2D à utiliser dans les gadgets de surveillance de la qualité de l'eau comme les capteurs fluorescents, les capteurs colorimétriques, les capteurs électrochimiques et les transistors à effet de champ est également exploré. L'étude se termine par un regard sur les problèmes actuels, les limites et le prospectus futur associés à l'utilisation de matériaux 2D dans la gestion de l'eau. L'importance de l'eau propre et douce pour les générations futures apportera un nouvel éclairage et des innovations à ce secteur émergent, lui permettant d'améliorer la qualité et l'accessibilité du traitement de l'eau tout en assurant l'approvisionnement mondial en eau dans une partie croissante du monde.Translated Description (Spanish)
Los suministros de agua en todo el mundo están actualmente muy contaminados por productos químicos de metales pesados, tintes sintéticos y otros contaminantes tóxicos liberados por las principales fábricas en lugar de los residuos domésticos típicos. Esta contaminación requiere un monitoreo adecuado para proteger las fuentes naturales de agua. Hay varios métodos de tratamiento de aguas residuales disponibles, incluida la nanotecnología, es decir, nanomateriales bidimensionales (2D). Los crecientes nanomateriales 2D que incluyen grafeno, g-C 3 N 4 , MoS 2 , MXene, fósforo negro y h-BN han exhibido una relación superficie-volumen sin precedentes, lo que promete un uso ultrabajo del material, un tiempo de manejo ultrarrápido y un rendimiento de tratamiento ultra alto para la limpieza y el monitoreo del agua. Proporcionamos una visión general actual de los nanomateriales 2D sintonizables y sus usos en la gestión del agua. Se proporciona una breve descripción de los nanomateriales 2D, sus tipos, estrategias de síntesis y características destacadas involucradas en la gestión del agua. Además, se discute en detalle la aplicación de nanomaterial 2D en diferentes procesos de tratamiento de aguas como adsorción de contaminantes, filtración, desinfección, fotocatálisis. Del mismo modo, también se explora el potencial de los nanomateriales 2D para ser utilizados en dispositivos de monitoreo de la calidad del agua, como sensores fluorescentes, sensores colorimétricos, sensores electroquímicos y transistores de efecto de campo. El estudio termina con una mirada a los problemas actuales, las limitaciones y el prospecto futuro asociado con el uso de material 2D en la gestión del agua. La importancia del agua limpia y dulce para las próximas generaciones traerá nueva luz e innovaciones a este sector emergente, lo que le permitirá mejorar la calidad y la accesibilidad del tratamiento del agua y, al mismo tiempo, garantizar el suministro mundial de agua en una parte cada vez mayor del mundo.Files
pdf.pdf
Files
(1.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:a32b2db97f8e18ed64423a824a464bd8
|
1.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- المواد النانوية ثنائية الأبعاد القابلة للضبط ؛ أدوارها وآلياتها الرئيسية في تنقية المياه ومراقبتها
- Translated title (French)
- Nanomatériaux 2D réglables ; leurs rôles et mécanismes clés dans la purification et la surveillance de l'eau
- Translated title (Spanish)
- Nanomateriales 2D sintonizables; sus funciones y mecanismos clave en la purificación y monitoreo del agua
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4225589617
- DOI
- 10.3389/fenvs.2022.766743
References
- https://openalex.org/W1009208869
- https://openalex.org/W1547334386
- https://openalex.org/W1616875261
- https://openalex.org/W1965355748
- https://openalex.org/W1965814621
- https://openalex.org/W1968573298
- https://openalex.org/W1969929163
- https://openalex.org/W1970834117
- https://openalex.org/W1981222737
- https://openalex.org/W1981729886
- https://openalex.org/W1982407128
- https://openalex.org/W1982610277
- https://openalex.org/W1987955513
- https://openalex.org/W1989001457
- https://openalex.org/W1990005169
- https://openalex.org/W1991531442
- https://openalex.org/W1991976443
- https://openalex.org/W1993066888
- https://openalex.org/W1994088551
- https://openalex.org/W1998983666
- https://openalex.org/W1999662869
- https://openalex.org/W2000442330
- https://openalex.org/W2000713131
- https://openalex.org/W2007928449
- https://openalex.org/W2009204726
- https://openalex.org/W2015201706
- https://openalex.org/W2016064019
- https://openalex.org/W2022702241
- https://openalex.org/W2025282879
- https://openalex.org/W2026425505
- https://openalex.org/W2027491539
- https://openalex.org/W2029332976
- https://openalex.org/W2030460019
- https://openalex.org/W2032182096
- https://openalex.org/W2032433726
- https://openalex.org/W2033704256
- https://openalex.org/W2034880918
- https://openalex.org/W2035206741
- https://openalex.org/W2038845950
- https://openalex.org/W2051137304
- https://openalex.org/W2051809300
- https://openalex.org/W2054510239
- https://openalex.org/W2054586727
- https://openalex.org/W2060306231
- https://openalex.org/W2060897949
- https://openalex.org/W2067058952
- https://openalex.org/W2067847820
- https://openalex.org/W2070337912
- https://openalex.org/W2074809595
- https://openalex.org/W2075636893
- https://openalex.org/W2080557342
- https://openalex.org/W2083306779
- https://openalex.org/W2091575372
- https://openalex.org/W2091587267
- https://openalex.org/W2096703707
- https://openalex.org/W2111196737
- https://openalex.org/W2113244806
- https://openalex.org/W2113536011
- https://openalex.org/W2122865758
- https://openalex.org/W2135479172
- https://openalex.org/W2135522286
- https://openalex.org/W2138658603
- https://openalex.org/W2146299294
- https://openalex.org/W2158237478
- https://openalex.org/W2158947402
- https://openalex.org/W2160855511
- https://openalex.org/W2168468492
- https://openalex.org/W2176684529
- https://openalex.org/W2177135165
- https://openalex.org/W2179017767
- https://openalex.org/W2183186634
- https://openalex.org/W2184977471
- https://openalex.org/W2186314494
- https://openalex.org/W2191472887
- https://openalex.org/W2214024197
- https://openalex.org/W2218584056
- https://openalex.org/W2226590694
- https://openalex.org/W2241941008
- https://openalex.org/W2277230366
- https://openalex.org/W2279992745
- https://openalex.org/W2283357595
- https://openalex.org/W2288703257
- https://openalex.org/W2290894266
- https://openalex.org/W2292017404
- https://openalex.org/W2297605313
- https://openalex.org/W2298518478
- https://openalex.org/W2299758734
- https://openalex.org/W2303273533
- https://openalex.org/W2316445470
- https://openalex.org/W2321487079
- https://openalex.org/W2322329436
- https://openalex.org/W2324755866
- https://openalex.org/W2325216072
- https://openalex.org/W2345941806
- https://openalex.org/W2374290597
- https://openalex.org/W2406461670
- https://openalex.org/W2410069179
- https://openalex.org/W2465959071
- https://openalex.org/W2475331696
- https://openalex.org/W2480570580
- https://openalex.org/W2482244851
- https://openalex.org/W2498963783
- https://openalex.org/W2512169403
- https://openalex.org/W2514228198
- https://openalex.org/W2517657477
- https://openalex.org/W2529338762
- https://openalex.org/W2530296096
- https://openalex.org/W2537694359
- https://openalex.org/W2551377153
- https://openalex.org/W2554310293
- https://openalex.org/W2555190941
- https://openalex.org/W2558796751
- https://openalex.org/W2560032480
- https://openalex.org/W2561861868
- https://openalex.org/W2564930944
- https://openalex.org/W2568894329
- https://openalex.org/W2568986257
- https://openalex.org/W2585285362
- https://openalex.org/W2587392373
- https://openalex.org/W2596962413
- https://openalex.org/W2604630210
- https://openalex.org/W2604887716
- https://openalex.org/W2607132577
- https://openalex.org/W2607198120
- https://openalex.org/W2609227845
- https://openalex.org/W2611010100
- https://openalex.org/W2611251427
- https://openalex.org/W2618868624
- https://openalex.org/W2621055410
- https://openalex.org/W2624841132
- https://openalex.org/W2627001981
- https://openalex.org/W2724939476
- https://openalex.org/W2727791628
- https://openalex.org/W2729949496
- https://openalex.org/W2732060604
- https://openalex.org/W2739572836
- https://openalex.org/W2739579980
- https://openalex.org/W2742614236
- https://openalex.org/W2747681850
- https://openalex.org/W2748642067
- https://openalex.org/W2757547275
- https://openalex.org/W2758636567
- https://openalex.org/W2760342537
- https://openalex.org/W2765447720
- https://openalex.org/W2765783865
- https://openalex.org/W2767795160
- https://openalex.org/W2767863317
- https://openalex.org/W2771284465
- https://openalex.org/W2772656113
- https://openalex.org/W2782843780
- https://openalex.org/W2783064835
- https://openalex.org/W2783311744
- https://openalex.org/W2787975590
- https://openalex.org/W2788810330
- https://openalex.org/W2789608364
- https://openalex.org/W2789627776
- https://openalex.org/W2789798954
- https://openalex.org/W2790235991
- https://openalex.org/W2791263366
- https://openalex.org/W2792758879
- https://openalex.org/W2794263342
- https://openalex.org/W2794580458
- https://openalex.org/W2795346544
- https://openalex.org/W2800129993
- https://openalex.org/W2801097863
- https://openalex.org/W2801161372
- https://openalex.org/W2804681088
- https://openalex.org/W2804861818
- https://openalex.org/W2807812119
- https://openalex.org/W2807975176
- https://openalex.org/W2808043439
- https://openalex.org/W2809673694
- https://openalex.org/W2809999967
- https://openalex.org/W2810046994
- https://openalex.org/W2810246349
- https://openalex.org/W2883692486
- https://openalex.org/W2885223120
- https://openalex.org/W2895218356
- https://openalex.org/W2896115236
- https://openalex.org/W2896251180
- https://openalex.org/W2897984002
- https://openalex.org/W2900168697
- https://openalex.org/W2900714857
- https://openalex.org/W2903679073
- https://openalex.org/W2904340967
- https://openalex.org/W2905276670
- https://openalex.org/W2907065989
- https://openalex.org/W2909651461
- https://openalex.org/W2910230156
- https://openalex.org/W2912621674
- https://openalex.org/W2917956070
- https://openalex.org/W2920769774
- https://openalex.org/W2925217409
- https://openalex.org/W2929064494
- https://openalex.org/W2934635921
- https://openalex.org/W2937504655
- https://openalex.org/W2945722716
- https://openalex.org/W2946266258
- https://openalex.org/W2946520602
- https://openalex.org/W2946790750
- https://openalex.org/W2949279271
- https://openalex.org/W2954655700
- https://openalex.org/W2954806650
- https://openalex.org/W2962053610
- https://openalex.org/W2965707462
- https://openalex.org/W2970730436
- https://openalex.org/W2974296717
- https://openalex.org/W2974707108
- https://openalex.org/W2980464326
- https://openalex.org/W2990166487
- https://openalex.org/W3001244746
- https://openalex.org/W3001853822
- https://openalex.org/W3004388644
- https://openalex.org/W3004431266
- https://openalex.org/W3005292383
- https://openalex.org/W3010155276
- https://openalex.org/W3012152565
- https://openalex.org/W3014297227
- https://openalex.org/W3016632855
- https://openalex.org/W3022494764
- https://openalex.org/W3023165100
- https://openalex.org/W3029911133
- https://openalex.org/W3034167377
- https://openalex.org/W3049671889
- https://openalex.org/W3092389257
- https://openalex.org/W3094881908
- https://openalex.org/W3094928526
- https://openalex.org/W3096611267
- https://openalex.org/W3097144090
- https://openalex.org/W3103861557
- https://openalex.org/W3118356547
- https://openalex.org/W3190137513
- https://openalex.org/W3197040265
- https://openalex.org/W4230199854
- https://openalex.org/W4231856455
- https://openalex.org/W4232610429
- https://openalex.org/W4239031342
- https://openalex.org/W779345945
- https://openalex.org/W795111473
- https://openalex.org/W817754791