@ 2017.04.06 , 22:00

石墨烯筛变海水为饮用水

氧化石墨烯薄膜作为可用于过滤工艺的替代品,受到了大量的关注。现在研究者实现了利用薄膜筛选食盐这一吃香的技术。

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石墨烯薄膜

研究者证实利用该技术,可提供洁净饮用水,造福数百万挣扎于净水资源匮乏困境的人们。

英国曼彻斯特大学研究者已将该发现发表在自然纳米技术杂志上。氧化石墨烯薄膜被证实可被用于气体分离和水过滤应用中。

国家石墨烯研究所研发的氧化石墨烯薄膜早已被证实可被用于过滤小型纳米粒子、有机分子以及大颗粒盐。然而由于脱盐技术要求更细密的筛子,因此至今都未被用于食盐筛选。

曼彻斯特大学早先的研究发现将氧化石墨烯薄膜浸入水中,该薄膜会略微膨胀,小颗粒盐分将随水一同流过薄膜,但更大的离子或者分子则会被阻挡。

研究团队进一步对这些石墨烯薄膜进行了研究,发现了一种避免薄膜在水中膨胀的方法。研究者可精确控制薄膜的孔隙大小,据此过滤盐水中的食盐,将盐水变为饮用水。

由于温度变化产生的效应不断减少都市的水供应,富裕的国家正在研究脱盐技术。随着加利福尼亚的严重洪灾的发生,各大主要富裕城市也开始研究供水替代方案。

当食盐溶于水,将在盐分子周围形成水分子壳,使得氧化石墨烯薄膜中的微小毛细管阻挡盐分随水流过。水分子能通过这层薄膜障壁,并反常地快速流过,对于脱盐应用十分理想。

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将对该氧化石墨烯薄膜与现有脱盐技术的薄膜中进行对比测试

曼彻斯特大学教授Rahul Nair说道:“可扩展薄膜的实现将孔隙大小降至原子尺度,是技术发现前进重要的一步,将为脱盐技术的效率提升打开新的大门。这是国内首个清楚的实验。我们还证实所提出的方法具有比例放大的可能,可按照指定筛眼孔径进行大规模生产。”

论文联合作者Jijo Abraham先生和Vasu Siddeswara Kalangi博士说道:“所提出的薄膜不仅可用于脱盐技术,而且原子尺度的孔隙调节技术打开了按需薄膜制造的大门,使得可以根据要过滤的离子尺寸指定孔隙大小。”

英国预计到2025年14%的全球人口将遭遇水荒。该技术可被用于世界范围内水过滤技术的改革,特别是无法建造大型脱盐工厂的国家和地区。

希望未来能在小规模下建造氧化石墨烯薄膜系统,使得那些不具备建造大型工厂的经济实力的国家也能使用该技术,获得大量的清洁水。

本文译自 phys,由译者 CliffBao 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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