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中国科研人员提出利用新材料低成本苦咸水淡化
发布日期:2020-11-12

  据论文第一作者徐兴涛博士介绍,常见净水方法有2种:一是吸附过滤,二是反渗透。“自然状态下,水分子通过半透膜,从淡水向咸水扩散,这就是渗透作用。反渗透要实现咸水中盐与水的分离,这不仅需要渗透膜,还要消耗大量能量。”

  徐兴涛告诉记者,虽然反渗透是目前苦咸水淡化的主流方法,但存在能耗高、渗透膜成本高、废液处理难等缺陷,科学界也一直在尝试更加节能、环保的淡化技术,“电容去离子”就是其中之一。

  团队核心成员、河海大学水文水资源学院2018级研究生林鹏介绍,“电容去离子”又被称为电吸附法,将盐溶液中的电极通电,盐分的阴阳离子就会被分别吸附到电极的正负两极,实现淡化目的。

  “这项技术的优点在于它所需电压很小,相当于一节普通干电池的电压。而且只要把电压反接,吸附在电极上的盐分就会重新回到溶液中,电极也实现了再生。”徐兴涛说,“电容去离子”的关键问题在于,目前主流的碳吸附材料性能不佳,容易受到溶解氧的腐蚀,寿命缩短,变相增加了成本。

  “我们把‘金属-有机’框架材料在氮气中热解,得到了一种铁、氮元素掺杂的碳材料。”林鹏说,团队将这种新材料制成的电极置于氧气饱和的盐溶液中,测试结果表明,电极不仅保持了良好的耐腐蚀性,对盐分的吸附量也显著提升。

  河海大学水文水资源学院院长杨涛表示,目前,该院利用这种新材料试制的苦咸水淡化设备已完成实验室阶段的测试,下一步将在我国西北缺水地区开展试验,如果达成既定目标,将对解决当地居民清洁饮水问题具有重要意义。


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