研究人員提出有關淨化濾水膜工作原理的新見解

多年來科學家們一直知道,足夠細密的過濾膜可以做一些有用的事情,比如作為鹽水的過濾器。當咸鹹的海水通過膜時,干淨的水會從另一邊出來,可以用於農業和飲用等。雖然把水推過一層過濾膜是一個很簡單的過程,但讓水過濾膜發揮作用的機理直到現在還不清楚。

研究人員提出有關淨化濾水膜工作原理的新見解

一組研究人員,包括來自賓夕法尼亞州立大學、德克薩斯大學奧斯汀分校、愛荷華州立大學、陶氏化學公司和杜邦水處理公司的科學家現在已經發表了一項研究結論,顯示了關鍵的發現以及膜如何過濾水中的礦物質。研究負責人、賓夕法尼亞州立大學化學工程和材料科學與工程教授恩里克·戈麥斯表示,研究團隊發現,如何在納米級控制膜的密度分布對濾水品質好壞非常重要。

該團隊在研究中使用了多模態電子顯微鏡,使他們能夠結合原子尺度的詳細成像技術重建化學成分,以確定海水淡化膜的密度和質量。研究人員使用三維空間分辨率約為一納米的聚合物薄膜繪制密度變化圖,成功實現用肉眼看到它們和咖啡過濾器表面的差異。

用肉眼看過濾膜,它的外表可能是均勻的,但在納米尺度上可能根本不是。如何控制材料分布,對水過濾性能非常重要。研究人員原本以為膜越厚;過濾時單位時間產生的水就越少,科學家們發現,越厚的膜的滲透性卻越強。

研究人員發現,厚度並不重要,重要的是避開被稱為 “死區 “的高度密集的納米級區域。從本質上講,整個膜的密度比厚度更重要,可以最大限度地提高產水量。科學家認為,他們的發現可以將濾水膜的效率提高30%到40%。

來源:cnBeta