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海水与饮用水的距离就差一张膜
发布时间:2021-12-20        浏览次数:22        返回列表
 曼彻斯特大学的一个科学家团队研究发现了一种避免氧化石墨烯膜在水中膨胀的方法,能精确控制膜的孔径,从盐水中过滤出常见的盐,保证饮用的安全性。

如该项技术在我国得以推广应用,将有效解决我国食品饮料生产企业用水应符合食品安全标准的水质压力和水资源量的压力。

石墨烯因具有优良的光、电、力学等性能。其与水的相互作用更是让人困惑——石墨烯表面排斥水,但浸入到水中的石墨烯薄膜毛细通道却允许水快速渗透。氧化石墨烯是石墨烯的衍生物,其能够在实验室通过简单的氧化产生。考虑到氧化石墨烯的灵活性和成本,氧化石墨烯比单层石墨烯更具有潜在优势。

曼彻斯特大学早先的研究发现将氧化石墨烯薄膜浸入水中,该薄膜会略微膨胀,小颗粒盐分将随水一同流过薄膜,更大的离子或者分子则会被阻挡。但是该技术还不能被用于海水淡化脱盐技术以筛选普通的盐,因为那需要更小的过滤筛。

研究团队进一步对该石墨烯薄膜进行了研究,发现了一种避免薄膜在水中膨胀的方法。研究者可精确控制薄膜的孔隙大小,据此过滤盐水中的食盐,将盐水变为饮用水。

当普通的盐溶解在水中时,总会在盐分子周围形成一个水分子“壳层”,使得氧化石墨烯上的细小管道,能够阻止盐随着水一起流动。而水分子能够通过膜的屏障,流量异常快速,有望成为海水淡化脱盐的理想应用方案。

 据曼彻斯特大学团队成员之一的Rahul Nair教授介绍:“这种伸缩膜具有均匀孔径,将尺寸降低到了原子级,为提高海水淡化技术的效率开辟了新的可能性,是此领域一个具有明确突破性的实验。”

 

据联合国预测,到2025年底,世界上14%的人口将面临缺水问题。氧化石墨烯膜在海水淡化方面的突出研究成果将有望颠覆目前的海水淡化技术,降低成本,使得那些负担不起大型海水淡化工厂的国家也能使用该技术,获得大量的清洁水。