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【科技金融时报】宁波材料所研发成功应用于海水淡化的高分子复合材料每平方米光热布可纯化5.39公斤海水

文章来源:宁波材料技术与工程研究所  |  发布时间:2019-09-06  |  【打印】 【关闭

  

   目前,对海水进行淡化是解决沿海地区水资源短缺问题的重要途径。但由于海水淡化多采用反渗透膜法、太阳能电池板海水淡化等方法,需集中建设较多大型净水设备,成本高昂的同时耗能较大,在一些能源短缺的沿海地区通常难以实现。

  如何实现高效利用太阳光,使其在低于沸点温度的情况下产生蒸汽来实现海水纯化正逐渐成为许多科研人员的攻坚课题。近年来,金沙澳门官网宁波材料所研究员陈涛团队通过界面毛细力转移的方法,在水空界面上将碳纳米管薄膜和商业用打印纸原位复合,构建出一种柔性、可剪裁且可图案化的非对称碳纳米管复合纸。该材料可将太阳光直接转化为热量,进而将海水高效的转换为水蒸气,最后通过冷凝获得纯化水。

  项目负责人介绍,当处于一个不受限的系统中时,平面结构有时比立体结构具有更大的优势。但在受限的系统中,平面结构普遍存在立体空间利用效率低的问题。为解决上述问题,研究团队将这种图案化的非对称碳纸组合成立体树形结构。结果发现,这种立体树形结构的光热蒸发器相比平面结构具有更强的光热水蒸发能力,实验室条件下海水纯化能力最高能到达2.38kg/m2/h。

  不久之前,基于以上界面光热蒸发理论,研究团队制备得到了一种低价、大面积且具有机械稳定性、可洗涤和可缝制的聚吡咯光热布。此光热织物采用全湿法制备技术,具有大规模生产的潜力,且成本低至2美元/m2左右。据了解,在多云天气下的7小时内,每平方米该三维结构的光热布能够纯化约5.39kg海水,且可直接达到WHO饮用标准(各种盐离子去除率保持在99%以上),能够满足成年人一天的饮水需求。此外,该光热蒸发器还具备很强的排盐性能,能够在夜间将白天积聚的盐通过光热织物中丰富的毛细通道将盐颗粒重新带回到水相中,从而保证其长期稳定的使用。甚至还可以从固体基质(沙子等)中提纯海水或其他不可饮用的水,该特性也显示出该材料在极端环境下的广阔应用前景。

  

  (原文发布于2019年9月6日《科技金融时报》,本报记者付曦地 通讯员高晓静