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，為世界不斷增長的人口對飲用水增長的需求提供了一種可能的解決方法。
Reese的研究小組采用計算機模擬，研究應(yīng)用CNTs（其實就是一個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)實際上使用“反滲透”這個相反的過程：水向相反方向運動，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)的時候，因為這些功能團(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)真實地用于促進(jìn)社會進(jìn)步。”