海水淡化一直是水處理領(lǐng)域亟待攻克的命題，此次曼徹斯特大學(xué)的科學(xué)團(tuán)隊(duì)在石墨烯氧化物膜的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步，成功制成了可以篩掉離子的“篩子”。據(jù)說(shuō)，此前石墨烯氧化物膜就已經(jīng)能夠阻斷較大的鹽類，這次研究的突破在于可以精確控制膜中的孔徑，從咸水中過(guò)濾出普通的鹽，保證飲用的安全性。
精確控制“篩子”孔徑 海水淡化技術(shù)再升級(jí)
科學(xué)家用石墨烯制成了可以篩掉鹽類離子的“篩子”
據(jù)了解，曼徹斯特大學(xué)科學(xué)家的新發(fā)現(xiàn)已經(jīng)發(fā)表在《自然˙納米技術(shù)》雜志上。此前，石墨烯氧化物膜已經(jīng)顯示出了進(jìn)行氣體分離和水過(guò)濾的強(qiáng)大潛力，它們已經(jīng)被證實(shí)可以用于過(guò)濾掉小納米顆粒，有機(jī)分子甚至是大顆粒鹽的能力。然而，石墨烯氧化物膜并不能用于篩出脫鹽技術(shù)中的普通鹽類，因?yàn)樗鼈兊摹昂Y孔”還不夠小。 曼徹斯特大學(xué)以前的研究發(fā)現(xiàn)，如果浸入水中，石墨烯氧化物膜會(huì)變得腫脹，雖然膜還能阻斷較大的鹽類，不過(guò)較小的鹽會(huì)與水一起通過(guò)薄膜。
曼徹斯特科學(xué)家團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)一步開發(fā)了這些石墨烯膜，并且發(fā)現(xiàn)了一種避免石墨烯氧化物膜暴露于水時(shí)溶脹的方法。目前，他們已經(jīng)可以精確控制石墨烯氧化物膜中的孔徑，從而可以從咸水中過(guò)濾出普通的鹽，保證飲用的安全性。
當(dāng)普通鹽溶解在水中時(shí)，它們總是在鹽分子周圍形成水分子的“殼”。這讓氧化石墨烯膜的微小毛細(xì)管阻擋鹽與水一起流動(dòng)。那些獨(dú)立的水分子能夠通過(guò)膜屏障，相當(dāng)快速地通過(guò)。
曼徹斯特大學(xué)的Rahul Nair教授說(shuō)：“實(shí)現(xiàn)到原子尺度的確定濾孔是一個(gè)重大的進(jìn)步，這將為提高脫鹽技術(shù)的效率開辟新的可能性。”
“這是這個(gè)領(lǐng)域的第一個(gè)明確的實(shí)驗(yàn)，我們還證明了我們可以通過(guò)改變?yōu)V孔大小，實(shí)現(xiàn)對(duì)具有對(duì)各種濾孔大小的石墨烯膜的大規(guī)模生產(chǎn)?！?br /> 脫鹽技術(shù)
隨著氣候變化的影響繼續(xù)減少現(xiàn)代城市的供水，富裕的發(fā)達(dá)國(guó)家也在投資海水淡化技術(shù)。繼美國(guó)加州的嚴(yán)重洪災(zāi)以后，主要富裕城市也越來(lái)越多地尋求替代水解決方案。
聯(lián)合國(guó)預(yù)計(jì)，到2025年，世界人口的14%將遇到缺水問(wèn)題。而這種石墨烯氧化物膜技術(shù)有可能徹底改變世界各地的水過(guò)濾系統(tǒng)，特別是在無(wú)法建造大型脫鹽廠的國(guó)家。
