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解決用水難題 新技術或將讓海水淡化更簡單
2022/6/30 9:04:45 閱讀: 578次
水是生命之源,同時也是環境中重要的組成部分,它孕育了生命的同時,也影響著地球的氣候與生態。根據相關數據,地球表面72%的面積被水覆蓋,甚至從宏觀的角度來說,水分布在我們身邊的每個角落,就連我們呼吸的空氣中都有水。但,真并不意味著我們擁有充足的水資源。事實上,由于日常生活中,我們實際可以利用的是淡水資源,而淡水資源的占比只有總水量的2.7%,并且其中還有非常大的一部分水是以冰川以及深層地下水的形式存在的,因此我們實際擁有的水資源其實非常缺乏。甚至在一些臨海城市,缺水問題卻是影響城市發展的核心難題之一。
 
  那么如何解決用水難題呢?其實圍繞這個問題開展的討論以及技術研究已經有很長的歷史了。目前認可度比較高的方案主要有兩種。一是開發地下水資源。作為淡水資源,地下水具備4個優勢:分布廣、取用方便、潔凈度高、不易污染。但是從實際的開發與利用中也存在一個難點,那就是環境保護。開采地下水尤其是深層地下水資源,勢必需要對土地進行挖掘與改造,如何在不破壞環境并且保證土地結構強度的同時,合理取用地下水資源一直是相關研究的努力方向。
 
  而除了開發地下水資源外,海水淡化也是一個頗受認可的思路。事實上,在我國許多缺水的城市,他們的海水資源其實并不匱乏,而缺水的主要原因也是來自于海水入侵淡水。對于這些城市,如果能將豐富的“海水”資源轉化為可供生活使用的“淡水”資源,那么缺水問題也就迎刃而解了。
 
  想要實現海水淡化,關鍵難點其實是海水脫鹽。以目前的技術來說,想要給海水脫鹽的方法其實有很多,例如海水凍結法、電滲析法、碳酸銨離子交換法等等,但是從市場的角度出發,考慮到便攜性與可行性,這些都無法滿足低成本高收益的根本需求。但也并不是說就無計可施,事實上,蒸餾法和反滲透膜法還是具備一定的發展可能的。
 
  而就在最近,天津大學化工學院團隊與南開大學團隊合作,研制出了一種名為“共價有機框架”(COF)的新型膜材料。據悉,該材料借鑒了沙堡蠕蟲筑巢的思路,通過納米膠帶靜電粘合納米片制成,而在研發過程中,團隊還解決了制備帶電COF材料這一技術挑戰。
 
  并且從成果本身來看,這種新型膜材料用于滲透蒸發脫鹽時,脫鹽效率可以達到傳統高分子膜的4—10倍,并且具備抗污染能力、長期穩定性與不錯的鹽濃度適用范圍。同時考慮工藝發展,如果未來能夠投入使用,預計每克COF的生產成本可以控制在1元以內,這也大大提什了海水淡化的可行性。
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