韩国科学家研发新型“混合膜” 淡化海水效率高达99.99%

财联社(上海,编辑 黄君芝)讯,众所周知,地球上绝大多数的水是不能喝的。海水淡化可能是满足世界饮用水需求的一项关键技术,现在韩国工程师已经开发出一种新的纳米纤维膜,可以长期有效地运行。

诚然,淡化海水的方法有很多,但韩国这次研究的重点是膜蒸馏法。在这个过程中,薄膜一边的盐水被加热,而另一边的淡水保持低温。液态水不能透过该膜,但来自热侧的水蒸气仍然可以通过孔隙。由于蒸汽压的差异,它会漂移到冷的一边,在那里重新凝结成淡水。

问题是,盐和其他污染物在膜上的堆积会影响它的挡水性。最终,盐水会渗漏,使得淡水变得不那么新鲜,这就需要更换膜。

因此,在这项新研究中,韩国土木工程与建筑技术研究所(KICT)的研究人员创造了更先进的膜。通常情况下,它们是通过一种叫做电纺的工艺制成的,在这种工艺中,使用一种电力将带电的纳米纤维从喷嘴中抽出。

KICT团队使用了一种叫做共轴电纺的版本,在打印过程中两种不同的材料被混合在一起:一种叫PVDF-HFP的聚合物和硅气凝胶。粗糙的表面有助于隔绝水,而硅气凝胶就像一个热绝缘体,防止冷的一面也随反应升温。这反过来又使蒸汽压差保持在较高水平,使薄膜更有效率。

在测试中,该团队使用新膜30天,发现在这30天之后,它仍然可以过滤掉99.99%的盐。这比其他的电纺纳米纤维薄膜的使用时间要长得多。研究小组说,其他电纺纳米纤维膜在连续使用50小时以上就会开始泄漏。

该研究的首席研究员Yunchul Woo博士说:“共轴电纺纳米纤维膜在处理海水溶液方面具有强大的潜力,同时又不会出现湿润问题。”

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2021-07-06
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