太陽光驅動的玄武巖纖維海水淡化膜

近日，中國科學院深圳先進技術研究院研究員喻學鋒課題組在玄武巖纖維光熱海水淡化以及水凈化應用領域取得進展。相關研究成果以A Versatile Solar-Powered Vapor Generating Membrane for Multi-Media Purification為題，發表在Separation and Purification Technology（DOI: 10.1016/j.seppur.2020.117952）上。
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水資源是人類生存的基礎，但是廣泛的工業化和人口增長使水資源受到污染而變得稀缺。在水處理技術中，膜處理技術因具有不產生健康危險、不需要助濾劑以及使用靈活等優點被廣泛應用。然而，傳統的膜分離過程需要壓力驅動，能耗較大。近年來，利用太陽光驅動水蒸發相關技術的出現為水處理提供新思路。理想的光熱膜材料應具有較好的光熱性能、柔韌性和穩定性，制備簡單且價格低廉。但是，由于化學或物理性質的限制，較多材料穩定性不足、材料價格昂貴，且光熱膜的制造工藝復雜，限制了光熱材料在太陽能光熱海水淡化以及水凈化領域的應用。該研究以天然玄武巖為原料設計并制備出一種較為便宜、穩定且耐腐蝕的玄武巖纖維光熱膜，用于光熱海水淡化以及水凈化領域。此光熱膜在紫外線（UV）和近紅外（NIR）范圍內均顯示出廣泛的吸收性，具有較好的光熱性能，并可在不同條件下穩定運行。同時，玄武巖纖維光熱膜在有機染料溶液（去除率99%）、油水混合物（去除率99%）和海水淡化（去除率99%）中體現出較優的蒸發和分離性能，玄武巖纖維光熱膜在太陽光照射下的水蒸發效率可達1.50 kg.m-2.h-1，并且組裝的太陽光蒸發系統可連續有效地進行海水淡化。研究表明，玄武巖纖維光熱膜在海水淡化以及水凈化領域具有應用前景，如有機溶劑脫色、油水乳液脫油、高鹽海水脫鹽等，拓展了目前玄武巖纖維以及光熱轉化材料在水處理方面的應用領域。
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玄武巖纖維光熱膜海水淡化示意圖

; g% B- y7 y, U" Q! Z論文共同第一作者是深圳先進院博士后萬鵬和顧曉濱，論文通訊作者是喻學鋒。研究工作得到廣東省培養高層次人才特殊支持計劃、深圳市知識創新計劃基礎研究、廣東省引進領軍人才項目等的資助。
【來源：中國科學院科技產業網】
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