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纳米技术助力海水淡化 |
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| http://cn.newmaker.com
11/9/2006 9:47:00 AM
佳工机电网
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自上世纪60年代发明以来，反渗透技术在海水淡化和废水处理领域已成为一种常用工艺。然而成本问题始终制约着这种技术的进一步推广。最近，美国加州大学洛杉矶分校工程与应用科学系的科学家可发出一种新型反渗透薄膜，可以大大降低海水淡化和废水回收的成本。
反渗透是一种薄膜分离技术，它对半透膜一侧的含盐水或污水施加比自然渗透更大的压力，使水分子通过半透膜上的小孔由浓度高的一方渗透到浓度低的一方，而原水中的细微杂质，如有机物、重金属、细菌、病毒及其他有害物质等则不能通过。
试验中，助理教授埃里克•胡克领导的研究小组将聚合物和纳米颗粒组合成一张交叉的网状膜，这个膜在吸进离子水的同时几乎排斥了所有杂质。它的原理是在纳米尺度构建分子通道，让水比杂质更容易通过。
目前，商业上使用的反渗透膜都是使用高分子膜过滤水，而胡克的膜在聚合体上还布满了纳米颗粒。纳米颗粒像海绵吸水一样吸引水分子，使其很容易通过，同时排斥溶解在其中的盐等杂质。亲水的纳米颗粒同时还会排斥有机物和细菌，而这些杂质在传统反渗透膜使用过程中会逐渐堵塞膜上的小孔。由于细菌等颗粒会堵塞传统反渗透膜，加压系统要消耗更多的能源，同时膜的清洗和更换成本也更高。
因为这种新膜可以排斥原本会粘在膜表面的颗粒，因此它变脏的速度要比传统膜慢很多。这也就意味着，淡化处理同样多的水，对水施加的压力可以更小，能效更高。根据初步测试，新技术的能耗只有原技术的一半，淡化水的总成本可以最多降低25％。
胡克说：“我认为水处理领域中我们可能犯的一个最大的错误就是以为反渗透膜技术已经成熟，不再需要进行基础研究。要想完全开发这项技术我们还有很长的路要走，特别是（现在才知道）使用纳米技术还可以制造出这种令人激动的新材料。”
胡克已经和几家公司合作，将这项正在申请专利的技术开发成一类新型反渗透膜。他预计这种膜将在明年或后年实现商业生产。
世界上第一个反渗透膜技术就是由加州大学洛杉矶分校的科学家在20世纪60年代开发出来的。胡克说：“我们曾认为我们有足够的水，所以淡化水研究的资助在20世纪70年代停止了。现在30年过去了，这项研究又开始活跃起来，这不仅是因为我们意识到我们淡水资源不够用了，而且现有技术本身也有不足，我们的时间都要浪费完了。我希望像我们这样的新纳米技术可以在基础和应用领域激发更多的研究兴趣。”
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