穿过这张膜 海水变淡水( 二 )
“就像在同一块地方铺地砖一样 , 地砖块数越多 , 产生连接的地方就越多 , 砖缝是最容易有缺陷的 。”姜忠义解释 , COF膜内部是晶体的拼接 , 晶体与晶体之间的边界脆弱 , 在实际淡化中容易被水流及盐“攻击” , 如果将单个单元的面积做大 , 便可减少膜内的晶间边界 , 让“砖缝”变少 。
为了填补边界缺陷 , 团队从沙堡蠕虫的筑巢过程中受到启发 。沙堡蠕虫是一种软体动物 , 在筑巢时会先收集贝壳碎片、沙砾等作为建筑材料 , 而其分泌的胶状黏液可将碎片黏合在一起形成完整的居巢 。COF膜中的结晶态纳米片恰似基础的建筑材料 , 团队便设计制备了纳米带 , 将纳米带作为黏合纳米片边缝的“胶水” , 这样一来 , 单片纳米片的面积增大 , 形成完整而牢固的膜结构 。相关数据表明 , 通过调节纳米片与纳米带的比例 , 最佳COF膜对3.5%氯化钠溶液的截留率可以达到99.91% , 并获得较高的水通量 。
正探索规模化制备
淡化海水或先供工业
姜忠义表示 , 经过淡化的海水水质高于自来水 , 并且在技术上已可实现将淡化海水应用到日常生活中 。他认为 , 如果目前天然水可满足饮用需求 , 淡化海水可先供工业使用 。他还透露 , 关于COF膜在海水淡化中的应用目前还在实验室研究阶段 , 还需要进一步探索规模化制备等问题 , 希望能进一步提高材料的性能 , 压缩制作成本 , 以便日后开展规模化生产 。
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