蛭石納米材料通道膜技術實現高鹽實際水質滲透回收

　　西安建筑科技大學環境與市政工程學院、陜西省膜分離技術研究院團隊開發的基于二維蛭石納米材料的異質納米通道膜，實現在高鹽鹵水、工業廢水等實際水質條件下高效穩定的滲透能回收，其相關成果近日以《蛭石異質納米通道膜在實際高鹽體系中的滲透能回收》為題，發表在國際期刊《自然·通訊》上。

　　近年來，蘊藏于海水、鹵水和高鹽工業廢水等自然與工業資源中“藍色能源”——滲透能，因其儲量大、可再生等特點，受到了研究者的廣泛關注。具有離子分離特性的功能薄膜是滲透能回收的關鍵，但在實際滲透能的回收過程中，水體的高鹽濃度往往導致分離膜的離子選擇性和擴散性發生大幅下降，從而嚴重制約了該項技術的應用與推廣。

　　論文截圖

　　蛭石納米通道膜

　　西安建筑科技大學王磊教授團隊長期專注于離子分離領域的基礎研究以及海水、鹽湖、工業廢水中的資源與能量回收的實際應用，其在膜分離技術領域圍繞環境廢棄物有價資源回收、離子精準分離、鹽差能回收和分離膜污染防控等方面開展大量基礎研究工作，開發的基于二維蛭石納米材料的異質納米通道膜，其獨特的結構設計，實現了離子在膜內“初步富集+二次分離”選擇性傳輸行為。得益于此，即使在高濃度鹽度為 5 M （鹽度梯度為 500 倍）的極端條件下，蛭石納米通道膜仍表現出高效穩定的滲透能回收性能。

　　“初步富集+二次分離”分離機制示意圖

　　分子動力學模擬離子在蛭石納米通道內的輸運過程(受訪者供圖)

　　據王磊教授介紹。為了進一步證明該體系在實際高鹽環境滲透能收集場景中的應用性能，團隊選用多種青海當地的實際鹽湖鹵水進行了驗證。展現出在實際高鹽鹵水、工業廢水中實現滲透能有效收集的潛力，對于可持續能源的發展具有重要的意義。