实时•全面•专业

Prompt•Overall•Professional

技术突破

战略动态 > 技术突破

英国曼彻斯特大学开发出可以过滤饮用水中盐分的氧化石墨烯薄膜,助力低成本水淡化技术

2017-04-06 345浏览 标签: 石墨烯

 2017年4月3日,英国曼彻斯特大学研究团队开发出可以过滤饮用水中盐分的氧化石墨烯薄膜,此项研究有助于实现低成本水淡化技术。此项研究结果已发表于《Nature Nanotechnology》杂志上,在此之前开发出的氧化石墨烯薄膜已经表现出了气体分离和水过滤的潜力。

氧化石墨烯薄膜由于可用于新型过滤技术吸引了大量科研人员的注意。英国国家石墨烯研究所(NGI)此前开发出的氧化石墨烯薄膜已经展现出了过滤小颗粒、有机分子和大型盐类的潜力。然而直到现在,这些薄膜不能用于在水淡化技术中过滤普通的盐类,因为普通的盐类体积更小。曼彻斯特大学团队在此前的研究中发现,如果将氧化石墨烯浸入水中,氧化石墨烯将会发生膨胀,体积较小的盐类就可以跟随水流穿过石墨烯薄膜,而较大的离子或分子将不能穿过。该研究团队通过进一步的研究,开发出了一种使氧化石墨烯薄膜与水发生接触后不发生膨胀的方法。这些薄膜中的孔径大小可以被精确的控制,可以用于将盐水中的盐分过滤掉,以供人们安全饮用。


当一般的盐类溶解于水中时,总是会在盐类分子的周围形成一个由水分子构成的“壳”。这将允许氧化石墨烯薄膜的微小毛细管阻止盐类跟随水流走。水分子可以通过薄膜屏障并且可以非常快的速度通过薄膜,这对于这类薄膜在淡化技术中的应用来说是理想的。

来自曼彻斯特大学的Rahul Raveendran Nair教授说:“实现具有高均一性原子级孔径的可规模化薄膜的制备是一个显著的进步,将为提高水淡化效率打开新的可能性。这是此种方法的第一个明确的实验,我们还证明了可以将此种方法规模化以及大量生产拥有我们需要的孔径大小的石墨烯基薄膜的可能性。”

    论文的共同作者Jijo Abraham 和Vasu Siddeswara Kalangi博士表示:“此次开发的薄膜不仅可用于水淡化技术,其原子级别孔径的可调性还为制备可根据离子粒径大小进行按需过滤的薄膜打开了新的可能性。”

联合国预计到2025年,世界14%的人口都将遭遇缺水的危机。此项技术具有在世界范围内革新水过滤技术的潜力。科学家们希望可以在更小的尺度上构建氧化石墨烯薄膜系统,以使此项技术可以在保持其淡水生产量的同时被那些没有资金建设大型基础设施的国家使用。

留言(0)