英學(xué)者發(fā)表碳納米管在海水脫鹽中應(yīng)用效率是RO膜20倍
2014-04-20 18:12:59
admin
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據(jù)遼寧省科學(xué)技術(shù)廳網(wǎng)2011年6月27日訊 英國(guó)斯特拉斯克萊德大學(xué)熱力學(xué)與流體力學(xué)教授Jason Reese在2011年6月的《物理世界》中介紹了碳納米管（CNTs）在海水脫鹽中的應(yīng)用，為世界不斷增長(zhǎng)的人口對(duì)飲用水增長(zhǎng)的需求提供了一種可能的解決方法。
Reese的研究小組采用計(jì)算機(jī)模擬，研究應(yīng)用CNTs（其實(shí)就是一個(gè)原子厚的碳層卷成的圓筒）把大量海水轉(zhuǎn)化為純的清潔飲用水從而解決飲用水短缺問題的可行性。
他們的技術(shù)基于滲透現(xiàn)象（水從溶質(zhì)濃度低的一側(cè)穿過半透膜流向溶質(zhì)濃度高的一側(cè)）。但如很多現(xiàn)有的海水脫鹽廠一樣，Reese的技術(shù)實(shí)際上使用“反滲透”這個(gè)相反的過程：水向相反方向運(yùn)動(dòng)，即從溶質(zhì)濃度高的一側(cè)流向溶質(zhì)濃度低的一側(cè)。
我們可以想象中間被半透膜隔開成兩半的一大桶水，一半為淡水，另一半為海水。水會(huì)從淡水一側(cè)自然流向海水一側(cè)以稀釋海水平衡濃度。
但在反滲透中，在海水一側(cè)施加高壓，從而逆轉(zhuǎn)上述過程，水從海水一側(cè)流向淡水一側(cè)，海水濃縮。
盡管這個(gè)過程可以去除海水中的鹽和礦物成分，但它效率很低，而且產(chǎn)生高壓的成本很大。
然而，根據(jù)Reese的展示，毫不夸張地，CNTs的水滲透性可望達(dá)到現(xiàn)代商業(yè)用的反滲透膜的20倍，因此可大大降低脫鹽成本及能量消耗。此外，CNTs在排斥鹽離子方面非常高效，尤其當(dāng)其上附著特殊的功能團(tuán)的時(shí)候，因?yàn)檫@些功能團(tuán)起到了“守門人”的作用。
正如Reese寫的：“反滲透脫鹽既要高速又要能有效排斥鹽離子。雖然尚存在很多問題，但令人興奮的納米管膜改變脫鹽及水凈化過程的潛能是顯而易見的，也是納米技術(shù)真實(shí)地用于促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步?！?/tr>