蛭石纳米材料通道膜技术实现高盐实际水质渗透回收
发布时间: 2024-01-25 16:47:16
记者23日从西安建筑科技大学获悉，该校环境与市政工程学院、陕西省膜分离技术研究院团队开发的基于二维蛭石纳米材料的异质纳米通道膜，实现在高盐卤水、工业废水等实际水质条件下高效稳定的渗透能回收，其相关成果近日以《蛭石异质纳米通道膜在实际高盐体系中的渗透能回收》为题，发表在国际期刊《自然·通讯》上。
近年来，蕴藏于海水、卤水和高盐工业废水等自然与工业资源中“蓝色能源”——渗透能，因其储量大、可再生等特点，受到了研究者的广泛关注。具有离子分离特性的功能薄膜是渗透能回收的关键，但在实际渗透能的回收过程中，水体的高盐浓度往往导致分离膜的离子选择性和扩散性发生大幅下降，从而严重制约了该项技术的应用与推广。
论文截图
蛭石纳米通道膜
西安建筑科技大学王磊教授团队长期专注于离子分离领域的基础研究以及海水、盐湖、工业废水中的资源与能量回收的实际应用，其在膜分离技术领域围绕环境废弃物有价资源回收、离子精准分离、盐差能回收和分离膜污染防控等方面开展大量基础研究工作，开发的基于二维蛭石纳米材料的异质纳米通道膜，其独特的结构设计，实现了离子在膜内“初步富集+二次分离”选择性传输行为。得益于此，即使在高浓度盐度为 5 M （盐度梯度为 500 倍）的极端条件下，蛭石纳米通道膜仍表现出高效稳定的渗透能回收性能。
“初步富集+二次分离”分离机制示意图
分子动力学模拟离子在蛭石纳米通道内的输运过程(受访者供图)
据王磊教授介绍。为了进一步证明该体系在实际高盐环境渗透能收集场景中的应用性能，团队选用多种青海当地的实际盐湖卤水进行了验证。展现出在实际高盐卤水、工业废水中实现渗透能有效收集的潜力，对于可持续能源的发展具有重要的意义。
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