我國科研人員提出低成本苦鹹水淡化新方法

新華社南京11月11日電(記者陳席元)記者11日從河海大學瞭解到,該校水文水資源學院青年師生團隊基於“金屬-有機”框架材料,提出一種低成本淡化苦鹹水的新方法。相關成果近期發表在國際學術期刊《材料地平線》上。

據論文第一作者徐興濤博士介紹,常見淨水方法有2種:一是吸附過濾,二是反滲透。“自然狀態下,水分子通過半透膜,從淡水向鹹水擴散,這就是滲透作用。反滲透要實現鹹水中鹽與水的分離,這不僅需要滲透膜,還要消耗大量能量。”

徐興濤告訴記者,雖然反滲透是目前苦鹹水淡化的主流方法,但存在能耗高、滲透膜成本高、廢液處理難等缺陷,科學界也一直在嘗試更加節能、環保的淡化技術,“電容去離子”就是其中之一。

團隊核心成員、河海大學水文水資源學院2018級研究生林鵬介紹,“電容去離子”又被稱爲電吸附法,將鹽溶液中的電極通電,鹽分的陰陽離子就會被分別吸附到電極的正負兩極,實現淡化目的。

“這項技術的優點在於它所需電壓很小,相當於一節普通乾電池的電壓。而且只要把電壓反接,吸附在電極上的鹽分就會重新回到溶液中,電極也實現了再生。”徐興濤說,“電容去離子”的關鍵問題在於,目前主流的碳吸附材料性能不佳,容易受到溶解氧的腐蝕,壽命縮短,變相增加了成本。

“我們把‘金屬-有機’框架材料在氮氣中熱解,得到了一種鐵、氮元素摻雜的碳材料。”林鵬說,團隊將這種新材料製成的電極置於氧氣飽和的鹽溶液中,測試結果表明,電極不僅保持了良好的耐腐蝕性,對鹽分的吸附量也顯著提升。

河海大學水文水資源學院院長楊濤表示,目前,該院利用這種新材料試製的苦鹹水淡化設備已完成實驗室階段的測試,下一步將在我國西北缺水地區開展試驗,如果達成既定目標,將對解決當地居民清潔飲水問題具有重要意義。


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