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新型三维太阳光驱动海水淡化膜材料研究结果公开发表
《中国科学报》记者 沈春蕾 王玉超 / 时间:2018-07-11 09:08:26

  据科学网2018年6月25日讯 利用太阳光驱动水蒸发获取清洁饮用水,有望作为一种应急手段,用在海难或野外求生等情况下。近日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员江河清带领膜分离与催化研究组,开发出新型三维太阳光驱动海水淡化膜材料。相关研究结果作为封面文章发表在《材料化学学报A》上。


中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员江河清

中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员江河清


  江河清告诉《中国科学报》记者:“相对于自然蒸发过程和传统膜分离技术,将具有良好光热转化能力的光热膜应用到太阳光驱动水蒸发体系中,可以有效提高蒸发效率。”
  研究组前期利用不同纳米碳材料的复合策略,对2D光热膜表面微结构进行调控,显著提高了水蒸发效率。在此基础上,近期该团队进一步进行了空心锥形光热膜的研究,利用其独特的三维结构,通过改善光热膜体系的传质和传热性能,获得了更高的光热水蒸发效率。
  受收集声波耳廓结构的启发,并借鉴太阳灶结构,膜分离与催化研究组王玉超博士和江河清设计了具有宏观尺寸的3D空心锥形光热膜,其光热转化效率超过93%,超过了常见2D平面膜水蒸发速率的极限值。
  对胶州湾实际海水的测试表明,3D空心锥形光热膜不仅表现出较好的稳定性,同时其蒸发效率是自然蒸发的3.5倍。王玉超说:“在蒸发过程中盐会在锥形卷筒上层析出,不会覆盖整个光热膜,这不仅有助于盐的富集回收,同时也可以保持光热性能的稳定。”
  江河清指出,该研究工作为3D光热膜的开发设计提供了实验基础,有望推动太阳光驱动海水淡化技术的快速发展。