【科技金融時報】甯波材料所研發成功應用于海水淡化的高分子複合材料每平方米光熱布可純化5.39公斤海水

文章來源:甯波材料技術與工程研究所  |  發布時間:2019-09-06  |  【打印】 【關閉

  

   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。

  如何實現高效利用太陽光,使其在低于沸點溫度的情況下産生蒸汽來實現海水純化正逐漸成爲許多科研人員的攻堅課題。近年來,中科院甯波材料所研究員陳濤團隊通過界面毛細力轉移的方法,在水空界面上將碳納米管薄膜和商業用打印紙原位複合,構建出一種柔性、可剪裁且可圖案化的非對稱碳納米管複合紙。該材料可將太陽光直接轉化爲熱量,進而將海水高效的轉換爲水蒸氣,最後通過冷凝獲得純化水。

  項目負責人介紹,當處于一個不受限的系統中時,平面結構有時比立體結構具有更大的優勢。但在受限的系統中,平面結構普遍存在立體空間利用效率低的問題。爲解決上述問題,研究團隊將這種圖案化的非對稱碳紙組合成立體樹形結構。結果發現,這種立體樹形結構的光熱蒸發器相比平面結構具有更強的光熱水蒸發能力,實驗室條件下海水純化能力最高能到達2.38kg/m2/h。

  不久之前,基于以上界面光熱蒸發理論,研究團隊制備得到了一種低價、大面積且具有機械穩定性、可洗滌和可縫制的聚吡咯光熱布。此光熱織物采用全濕法制備技術,具有大規模生産的潛力,且成本低至2美元/m2左右。據了解,在多雲天氣下的7小時內,每平方米該三維結構的光熱布能夠純化約5.39kg海水,且可直接達到WHO飲用標准(各種鹽離子去除率保持在99%以上),能夠滿足成年人一天的飲水需求。此外,該光熱蒸發器還具備很強的排鹽性能,能夠在夜間將白天積聚的鹽通過光熱織物中豐富的毛細通道將鹽顆粒重新帶回到水相中,從而保證其長期穩定的使用。甚至還可以從固體基質(沙子等)中提純海水或其他不可飲用的水,該特性也顯示出該材料在極端環境下的廣闊應用前景。

  

  (原文發布于2019年9月6日《科技金融時報》,本报记者付曦地 通讯员高晓静