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将海水变成饮用水的石墨烯筛

基于石墨烯的Sieve.jpg氧化石墨烯膜作为一种新的水处理技术已引起了广泛的关注。石墨烯氧化膜已经显示出过滤小纳米颗粒、有机分子甚至大盐分的潜力。但是,它们不能用于筛选海水淡化技术中使用的普通盐,后者需要更小的筛子。

之前的研究发现,如果浸入水中,石墨烯氧化膜会轻微肿胀,较小的盐随水流过膜,但较大的离子或分子会被阻塞。

直到现在。

英国曼彻斯特大学的科学家们已经做到了发达一种能过滤海水中的盐的氧化石墨烯膜。这一发现表明,海水有可能变成地球上最珍贵的商品之一:清洁的饮用水。

根据Rahul Nair的说法,下一步是对现有的海水淡化膜进行测试。

领导这一发现的团队的Nair说:“实现具有均匀孔径的可伸缩薄膜是向前迈出的重要一步,将为提高海水淡化技术的效率开辟新的可能性。”“这是该制度的首次明确试验。我们还证明了扩大上述方法的规模并大规模生产所需筛分尺寸的石墨烯基膜的现实可能性。”

当这些普通的盐溶解在水中时,它们会形成一个“外壳”水分子周围的盐分子,这使得微小的毛细血管的石墨烯氧化膜堵塞不让它顺着水流。水分子能够轻易地通过膜屏障和流动,这是这些类型的脱盐膜的理想。

水分子可以单独通过,但氯化钠不能。它总是需要水分子的帮助,”Nair告诉BBC的Paul Rincon.“盐周围的水壳比河道的大小要大,所以它不能通过。”

许多海水淡化厂使用聚合物膜来过滤盐,但这个过程往往效率低下且成本昂贵。与单层石墨烯相比,氧化石墨烯在实验室中更容易、更便宜,提供了可负担性和廉价的再现性。

联合国预测,到2025年,14%的世界人口将面临水资源短缺。石墨烯为基础的筛子提供了满足这种短缺的潜力,特别是在那些无力负担大规模脱盐工厂的国家。

研究人员Jijo Abraham是这项研究的共同作者之一,他说:“所开发的膜不仅用于海水淡化,而且孔径的原子尺度可调也为制造可按需过滤的膜提供了新的机会,可以根据离子的大小过滤掉它们。”

研究小组希望他们的发现能产生氧化石墨烯可以在较小规模上建造的系统,从而使没有金融基础设施来资助大型脱盐工厂的国家可以获得技术。

研究结果发表在该杂志上自然纳米技术

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写的 克莱顿路斯2017年8月1日10:00:00

主题:膜与分离技术