蛭石納米材料通道膜技術(shù)實(shí)現(xiàn)高鹽實(shí)際水質(zhì)滲透回收
記者23日從西安建筑科技大學(xué)獲悉，該校環(huán)境與市政工程學(xué)院、陜西省膜分離技術(shù)研究院團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的基于二維蛭石納米材料的異質(zhì)納米通道膜，實(shí)現(xiàn)在高鹽鹵水、工業(yè)廢水等實(shí)際水質(zhì)條件下高效穩(wěn)定的滲透能回收，其相關(guān)成果近日以《蛭石異質(zhì)納米通道膜在實(shí)際高鹽體系中的滲透能回收》為題，發(fā)表在國(guó)際期刊《自然·通訊》上。
近年來(lái)，蘊(yùn)藏于海水、鹵水和高鹽工業(yè)廢水等自然與工業(yè)資源中“藍(lán)色能源”——滲透能，因其儲(chǔ)量大、可再生等特點(diǎn)，受到了研究者的廣泛關(guān)注。具有離子分離特性的功能薄膜是滲透能回收的關(guān)鍵，但在實(shí)際滲透能的回收過(guò)程中，水體的高鹽濃度往往導(dǎo)致分離膜的離子選擇性和擴(kuò)散性發(fā)生大幅下降，從而嚴(yán)重制約了該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用與推廣。
論文截圖
蛭石納米通道膜
西安建筑科技大學(xué)王磊教授團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期專注于離子分離領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究以及海水、鹽湖、工業(yè)廢水中的資源與能量回收的實(shí)際應(yīng)用，其在膜分離技術(shù)領(lǐng)域圍繞環(huán)境廢棄物有價(jià)資源回收、離子精準(zhǔn)分離、鹽差能回收和分離膜污染防控等方面開(kāi)展大量基礎(chǔ)研究工作，開(kāi)發(fā)的基于二維蛭石納米材料的異質(zhì)納米通道膜，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了離子在膜內(nèi)“初步富集+二次分離”選擇性傳輸行為。得益于此，即使在高濃度鹽度為 5 M （鹽度梯度為 500 倍）的極端條件下，蛭石納米通道膜仍表現(xiàn)出高效穩(wěn)定的滲透能回收性能。
“初步富集+二次分離”分離機(jī)制示意圖
分子動(dòng)力學(xué)模擬離子在蛭石納米通道內(nèi)的輸運(yùn)過(guò)程(受訪者供圖)
據(jù)王磊教授介紹。為了進(jìn)一步證明該體系在實(shí)際高鹽環(huán)境滲透能收集場(chǎng)景中的應(yīng)用性能，團(tuán)隊(duì)選用多種青海當(dāng)?shù)氐膶?shí)際鹽湖鹵水進(jìn)行了驗(yàn)證。展現(xiàn)出在實(shí)際高鹽鹵水、工業(yè)廢水中實(shí)現(xiàn)滲透能有效收集的潛力，對(duì)于可持續(xù)能源的發(fā)展具有重要的意義。
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