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新发明纳米膜可过滤海水99.99%盐分

新发明纳米膜过滤海水盐分从而获得淡水的示意图。

海水淡化是获得淡水的一个理想方式,很多科学家投入研究,只是现在的技术有的成本太高、有的方法持续的时间很短。韩国工程师最近发明的一种纳米膜,据称使用长达30天后仍然可以过滤掉99.99%的盐分。

现在世界上共约有2万多个海水淡化工厂,通过淡化海水的方法获取淡水。这些设施都要耗费大量的电能生产,效果差强人意。

这份新研究使用的是膜蒸馏的方法。在蒸馏膜的一边把海水进行加热,另一边得到冷却的淡水。蒸馏膜具有疏水性,但是在两边水蒸气压力差的作用下,水蒸气会从热的一边,经过膜的孔洞渗透到另一边冷凝后即得到淡水。

但是现在用的蒸馏膜容易累积盐分,变脏后导致疏水性变差,最后盐水也能够透过蒸馏膜渗透到另一边,得到的淡水盐分增加,这时就需要更换蒸馏膜。

这份由韩国土木建筑技术研究所(KICT)完成的发明,使用混合材料制造静电纺丝膜。这种材料维持高效过滤的时间大幅延长。

静电纺丝(electrospinning,也叫电纺)是使用电荷从液体中抽取极细(一般在微米或纳米大小)纤维的技术,有点像通过喷嘴把材料打印出来一样。现有的多数蒸馏膜都是使用单喷嘴打印纳米纤维膜。这份研究使用同轴静电纺丝技术,在打印的过程中把两种不同的材料混合在一起。

研究介绍说,这种材料是向硅胶气凝胶内混入少量的其它化合物,造出的材料表面更粗糙,疏水性更好。而且,硅胶气凝胶具有隔热的作用,阻止热的一边把热量传递给冷凝的一边。这有助于维持两边的蒸汽压力差,使蒸馏膜工作更有效。

测试结果显示,这种蒸馏膜使用30天后仍可以过滤掉99.99%的盐分。研究组说,目前其它蒸馏膜大约在使用50个小时后就开始出现渗漏盐水的问题。

这份研究4月1日发表于《膜科学​期刊》(Journal of Membrane Science)。◇

责任编辑: 夏雨荷   来源:大纪元记者张妮编译报导 转载请注明作者、出处並保持完整。

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