澳大利亞科學家設計防污石墨烯基膜用於有效的海水淡化

CSIRO,澳大利亞聯邦科學與工業研究組織( Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization )科學家利用自己特別設計的石墨烯材料「Graphair」，將水凈化增壓，使其更簡單、更有效、更快。

新的過濾技術非常有效，悉尼港的水樣通過過濾器後可以安全飲用。這項突破性研究近日在《Nature Communications》上發表。

儘管石墨烯是世界上最強的材料，並且可以只是單個碳原子薄，但它通常是防水的。利用他們的Graphair工藝，CSIRO的研究人員能夠創建一種具有微納米通道的薄膜，它可以讓水通過，但阻止污染物進入。

作為一項附加優勢，Graphair比石墨烯更簡單，更便宜，更快速，更環保。它由可再生大豆油生成，更常見於植物油中。

為了迎接挑戰，他們從悉尼港採集水樣，並通過商用水過濾器（塗有Graphair）運行。來自昆士蘭科技大學，悉尼大學，悉尼科技大學和維多利亞大學的研究人員隨後對其水質凈化特性進行了測試和分析。

這一突破很有可能解決目前水過濾方法中的一個大問題：結垢。目前膜技術用於水處理的困難是，隨著時間的推移，化學和石油基污染物會覆蓋並阻礙水過濾器，這意味著必須在過濾開始之前除去污染物。

而這個測試表明，即使塗有污染物，Graphair仍能繼續工作。沒有Graphair，膜的過濾速度在72小時內減半。當添加Graphair時，膜更快地過濾了更多污染物（99％去除）。他們希望明年能夠在發展中國家社區開展現場試驗。」

CSIRO正在尋找行業合作夥伴來擴大該技術，以便用於過濾家庭甚至城鎮的供水。它還在研究其他應用，如海水和工業廢水的處理。

文獻信息

鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-018-02871-3

文摘：膜處理多種污染物的能力是水處理中一個重要的未解決的問題。在這裡，我們展示了通過使用石墨烯膜的膜蒸餾過程的水淡化，其中通過多層，不匹配，部分重疊的石墨烯顆粒的納米通道實現水滲透。源自可再生油的石墨烯薄膜與商業蒸餾薄膜相比，在含有污染物如油和表面活性劑的鹽水混合物下表現出明顯優越的水蒸氣通量和脫鹽率的保留以及優異的防污能力。此外，我們的膜的實際適用性通過處理來自悉尼港的海水超過72小時，宏觀膜尺寸為4cm 2，每天處理?0.5 L。

參考來源：CSIRO

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