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石墨烯滤膜可大幅降低海水淡化成本!

默然
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楼主 发表于:2017-04-12 08:46:10
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英国《自然·纳米技术》杂志上公布的新研究或许是让海水淡化——脱去水中盐分,使之可以安全饮用——在世界更多地方成为可行选择的重要一步。英国曼彻斯特大学改进的石墨烯氧化物滤膜——一种可让一些分子通过并挡住其他分子的选透性薄膜——可在过滤水的同时留下盐离子。这其实是一种分子滤网。

找到新的淡水来源非常重要。据联合国称,世界上约有12亿人口缺少干净的饮用水,占总人口的约20%。随着人口增长和一定程度上由于气候变化导致的现有水供应减少,这一数字预计还会增长。因此有人提出,下一次世界“淘金热”将是寻找水源。而另一些人则没有这么乐观,他们担心水将引发未来战争。这种担心并非没有道理,也门当前的战争就是跟水冲突有关,至少在一定程度上如此。

尽管全世界并不缺乏水,但淡水稀缺,只占水总量的不到3%。地球表面的70%以上都是水,但其中的97%不可饮用,因为这些水要么是盐水,要么有咸味(盐水和淡水混合)。除了游泳时偶尔吸入海水外,人类饮用海水会导致脱水并最终死亡。

海水淡化可能是一个解决方案。毕竟这种技术已在中东和开曼群岛的一些地方投入使用。目前使用的有两种技术,一种是多级闪蒸法,是通过一系列热交换将一部分水快速加热成水蒸气;还有一种是反渗透法,利用高压泵让海水通过反渗透膜,去除离子和颗粒,使之成为饮用水。

美国太平洋西北国家实验室能源与环境部研究员拉姆·德瓦纳森在一篇与这项研究同时发表的文章中写道:“目前的海水淡化方法属于能源密集型,会对环境产生负面影响。另外,能源的生产消耗大量水,并且会产生需要用更多能源进行处理的废水。”

石墨烯氧化物滤膜是相对便宜的替代方法,因为可以在实验室中以低成本制造出来,而且水很容易通过,盐却不行。但如果大规模浸入水中的话,石墨烯氧化物滤膜往往会迅速膨胀。一旦膨胀,这种薄膜不仅会渗透水,也会让盐中的钠和镁离子通过,从而失去过滤的作用。


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