仿生技术黏合有机化学架构膜 有希望完成高效率成本低海水淡化设备

仿生技术黏合有机化学架构膜 有希望完成高效率成本低海水淡化设备 99.9%

用这种方法制取的COF膜用以渗入挥发除盐，解决净重百分数为3.5的氯化钠饱和溶液，水扩散系数可以达到每小时267Kg/平米，为目前市面上传统式高分子膜4—10倍，水的电导率达99.9%。与此同时，COF膜呈现出较好的抗污工作能力和长时间可靠性，含盐量应用领域广，展现出很强的适用范围。

我们生活在一颗蓝色的星体上，海面约占地球面积的71%，而陆上淡水资源只占地球上水质总产量的2.53%。因而海水淡化设备是处理地球淡水网络资源欠缺的重要途径之一。

日前，天津大学化工学校姜忠肝义胆、潘福生研究组和天津南开大学张振杰研究组研发出一种名叫“共价键有机化学架构”(COF)的新式膜材料，应用于渗入挥发除盐技术性，可迅速淡化海水，并且该方式总体综合能耗比现阶段已经有的海水淡化技术更低。相关研究发布在国际期刊《自然·可持续发展》上。

渗入挥发成海水淡化设备新兴技术

目前的海水淡化技术依据技术原理大概可分成热法(或称蒸馏法、挥发法)和生物纤维面膜两类。

“热法除盐的主要取决于运用热量推动食盐水改变(从液体变成水蒸汽)，根据改变全过程完成挥发物化学物质水和非挥发化学物质盐的分离出来。”天津大学化工教授姜忠肝义胆详细介绍，多级闪蒸和多效精馏塔是发展趋势时间最长，使用更为普遍的两大类热法除盐技术性，这几种技术性的装机量占全世界海水淡化设备总装机容量的25%。

热法除盐尽管水的电导率达到99.9%，处理量大，但必须把液体变成水蒸汽，因而耗能比较高，产水量整体成本费大概为6.5—17.7元/吨。因而热法除盐在发热量充裕的中东国家等运用更加普遍。

生物纤维面膜除盐包含ro反渗透、正渗入、纳滤膜等，由于无改变全过程，因此一般不用给予水的潜热。

“相比于热法除盐，生物纤维面膜除盐在能源消耗上呈现出明显优点。膜分离技术是更为完善的生物纤维面膜除盐技术性。”天津大学化工学校研究者潘福生表述，这类技术性运用半透膜完成盐正离子和水分分离出来，根据高精密构建膜孔洞规格及正电荷特性，促使膜只容许水分经过而截流盐正离子。如在食盐水侧增加一个超过食盐水渗透浓度的工作压力，就可以推动水分由食盐水侧面谈水侧蔓延，而盐正离子没法根据，就可以完成食盐水分离出来。

因为膜分离技术不用改变，不用耗费汽化热，假如水利用率做到50%的情况下，其热学极限值耗能为1.06千瓦时/每立方米(kWh/m3)，远小于热法除盐的13kWh/m3，其产水量成本费为4.7—7.4元/立方。