全康環(huán)保:在改善淡水供應方面脫鹽系統起著(zhù)非常重要的作用，但是某些自然資源過(guò)咸，以至于當前的解決方案無(wú)法處理。這種高鹽度水中的鹽含量可能是鹽水的 10 倍之多，現在科學(xué)家們開(kāi)發(fā)出了一種太陽(yáng)能淡化系統，該系統依靠特殊的涂層來(lái)對抗這種超咸水。

在包括石油和天然氣等工業(yè)生產(chǎn)中可能會(huì )產(chǎn)生高鹽度的水，現有的脫鹽系統在分離出淡水的同時(shí)也會(huì )產(chǎn)生濃鹽水。因此這些高鹽度的水不能通過(guò)常見(jiàn)的脫鹽技術(shù)來(lái)處理，因為它需要的壓力太大，因此非常昂貴且耗能。同時(shí)，處理高鹽度水通常是一項昂貴的事情。

來(lái)自哥倫比亞大學(xué)的一支科研團隊去年研發(fā)下一代脫鹽系統，該小組演示了如何將溶劑添加到高鹽鹽水中，從而以低成本和高效率提取鹽分。而現在來(lái)自萊斯大學(xué)的科研團隊也找到了突破性的解決方案，同樣被認為是低成本和高效的，他們利用二維形式的氮化硼進(jìn)行了脫鹽。

氮化硼具有各種形狀和尺寸，但是當形成2D六邊形圖案（僅單個(gè)原子厚）時(shí)，它具有一些非常有用的特性。這種材料有時(shí)被稱(chēng)為“白色石墨烯”，在超薄電子設備和先進(jìn)太陽(yáng)能電池的開(kāi)發(fā)中擁有巨大潛力?，F在萊斯大學(xué)的科研團隊發(fā)現，它在處理咸水方面可以發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

研究小組發(fā)現，這種形態(tài)的氮化硼能夠讓脫鹽系統的中膜兩側產(chǎn)生更大的更大溫差。一 般而言，當鹽水流過(guò)這些多孔膜的一側時(shí)，會(huì )被特殊涂層加熱，這會(huì )在另一側與冷淡水產(chǎn)生溫差。反過(guò)來(lái)，這會(huì )產(chǎn)生壓力梯度，迫使水蒸氣通過(guò)膜，以濾出鹽和其他污染物。

問(wèn)題是高鹽度水在加熱時(shí)更具腐蝕性，這會(huì )立即破壞設備中的加熱元件并使它變得無(wú)用。而 2D 氮化硼能夠在不銹鋼網(wǎng)絲的頂部生長(cháng)了六邊形層，該網(wǎng)孔用作加熱元件并被并入了商用膜中。

這可以應用于太陽(yáng)能脫鹽裝置中。在該裝置中，固定在膜上的光活化納米粒子從太陽(yáng)收集所有所需的能量。在測試中，研究人員發(fā)現這種設計能夠大量淡化高鹽度水，每平方米（11平方英尺）的膜能夠析出 42 千克（92磅）的淡水，他們聲稱(chēng)這種膜的厚度超過(guò)當前環(huán)境太陽(yáng)能膜技術(shù)所能提供的能力的 10 倍。

這是因為加熱元件的電壓以與家用交流電源相同的50 Hz頻率運行，并且功率密度高達每平方米50 kW。據報道，由于采用了特殊涂層，該材料保持了出色的穩定性，并顯示出高導熱性，水蒸氣滲透性和耐腐蝕性。值得注意的是，該團隊能夠將技術(shù)整合到螺旋膜系統中，這預示著(zhù)一種緊湊的解決方案，可以根據需要進(jìn)行運輸和部署。研究人員現在正在尋找行業(yè)合作伙伴，以幫助開(kāi)發(fā)用于現場(chǎng)測試的更大版本。

該研究發(fā)表在《自然納米技術(shù)》雜志上。