1. 首页
  2. 石墨烯新闻

石墨烯海水淡化技术

石墨烯海水淡化技术

地球上,人类能使用的淡水含量为2.5%,剩余97.5%则是海水或咸水,而全球绝大部分国家则是严重缺水的。水作为生命之源是非常重要的,如何解决水资源问题成为国家和地区的头号难题。如果海水淡化得到规模化实现,将海水过滤直接转为饮用水,那么生活饮水和工业用水问题能得到有效解决。

石墨烯海水淡化技术

我们知道,通过蒸馏方法从大海中提取淡水,但是耗时耗力,淡水产量较少,不能进行大规模生产。科学家们在此基础上做出其它尝试,还未能研究出高效方法。而石墨烯薄膜在这方面则大有可为。

石墨烯海水淡化技术

武汉大学/湖南大学袁荃和美国加州大学洛杉矶分校段镶锋等人组成的研究团队,采用石墨烯纳米筛和碳纳米管相结合的方法,制备出二元结构的石墨烯薄膜,兼具有较强的选择性分离效率和一定的机械强度,可应用于海水淡化。

石墨烯海水淡化技术

此前的理论计算证明,相比传统海水淡化膜,石墨烯制成的单层纳米孔二维薄膜具有超高的选择性分离效率。然而,大面积石墨烯内部存在的晶界会降低石墨烯的机械性能,引入纳米孔的过程将会进一步降低机械性能,导致分离薄膜容易发生局部破裂,降低分离效率和分离选择性。

石墨烯海水淡化技术

目前的石墨烯海水淡化膜分为两类,一类是以麻省理工学院科研团队为代表所研究的单原子层厚的纳米多孔薄膜。但单原子层厚的石墨烯机械强度较弱,所以实验研究中用到的石墨烯都用了聚合物膜支撑,并且直接通过高能电子束轰击或氧等离子体刻蚀在石墨烯内部引入亚纳米孔,孔径分布范围较广,极大地降低了分离效率,所以无法应用于实际。

石墨烯海水淡化技术

另外一类是诺贝尔物理学奖得主、曼彻斯特大学教授Andre Geim团队研究的氧化石墨烯膜。氧化石墨烯容易量产,但是氧化石墨烯膜浸润在溶液中之后,氧化石墨烯片层之间会吸水扩大层间距,降低了海水淡化效率,因此现有的研究工作主要集中于如何控制氧化石墨烯片层之间的层间距。

石墨烯海水淡化技术

此次制成的新型石墨烯纳米筛/碳纳米管薄膜不需要聚合物支撑就结实耐用,并兼具多种渗透效率优点,为石墨烯应用于海水淡化打开了一条新的思路。若解决量产问题,未来人们或将能喝上"石墨烯淡化水"。

原创文章,作者:烯领科技,如若转载,请注明出处:http://www.zgsmx.cn/23511.html

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注