科學家發現可100%去除有毒金屬的海水淡化膜
在海水淡化過程中,一種含有PAF 納米顆粒的柔性聚合物膜可以選擇性地吸收近100% 的如汞、銅或鐵等金屬,更有效地生產清潔、安全的水。加州大學伯克利分校的化學家們發現了一種簡化脫鹽過程中有毒金屬(如汞和硼)的方法,以生產清潔的水,同時有可能捕獲有價值的金屬,如黃金。
海水淡化只是從海水或者廢水中生產飲用水,或農業或工業用水過程中的一個環節。在去鹽之前和之後,水通常必須經過處理,以去除對植物有毒的硼,以及對人類有毒的重金屬,如砷和汞。通常,這個過程會留下有毒的鹽水,難以處理。
這項新技術可以很容易地添加到目前基於膜的電滲析脫鹽過程中,幾乎100%地去除這些有毒金屬。在產生純淨水的同時產生純淨鹽水,並分離出有價值的金屬供以後使用或處理。
加州大學伯克利分校的研究生Adam Uliana 表示:“海水淡化或水處理廠通常需要一長串高成本的前處理和後處理系統,所有的水都必須逐一通過。但在這裡,我們有能力將這些步驟中的幾個步驟全部完成,這是一個更有效的過程。基本上,你可以在現有的設置中實現它”。
此外,用不同的基團修飾PAFs 分子上的苯環,就能特異性地捕獲不同的物質,十分靈活。最重要的是,該海水淡化膜在水中和高溫條件下都具有良好的穩定性,並且可以重複使用,為高效製備飲用水提供了新思路。
研究人員通過將具有離子選擇性PAF 納米粒子(約200 nm) 嵌入離子交換膜中,合成了一種柔性的多功能海水淡化膜。結果發現,所有的薄膜都表現出明顯的光學透明性和機械柔韌性,說明PAF 粒子在膜中分散均勻。而且,由於骨架與聚合物之間的范德華相互作用,該海水淡化膜在水中和高溫下非常穩定。