选择性捕获有毒的或有用的离子可以降低毒性的盐水浪费和抵消成本

一种新型的净化膜可以同时生产淡水喝或农业和吸收特定的污染物从盐水留下研究人员日前在美国。团队相信技术可以帮助从困难中提取饮用水来源不复杂、多步骤的过程,以及从水中提取有价值的矿物。

图展示了不同离子可以在每个电极的选择性捕获一个海水淡化电渗析单元

来源:©Uliana et al,科学,2021,372年,296年

如水流经细胞,可能驱动离子跨膜调整捕捉特定目标离子,而多余的盐通过留下干净的水

随着对水的需求增长来满足人口不断扩大和发展的需求,对技术的需求也会从等非传统来源中提取淡水生产石油和天然气开采期间发布的(水)水和海水。行业标准的治疗方法是反渗透:水是被迫通过致密膜,离子-溶剂水分子的壳包围不符合。电渗析,电位差应用在水吸引了离子通过选择性可透膜,是一种流行的选择。都有两个缺点:第一,中性的污染物不移除,进一步净化。其次,删除的是离子的混合物,根据原来的水源,可能是有价值的,有毒的,或者两者都是:“如果你有少量的汞,所有的盐水必须被视为水银浪费,”解释道亚当Uliana加州大学伯克利分校。

Uliana和同事修改了标准cation-permeable膜用于电渗析(磺化聚砜矩阵)通过点缀funtionalised多孔芳香框架由有机节点和芳香基团。将官能团纳入连接器使一个特定的框架高度选择性离子:“例如,硫醇是水银,选择性的Uliana解释道。水通过膜,框架抓住目标离子,让其余通过盐水。这可能允许材料从混合卤水,一文不值或者有毒,和净化,成为有价值的行业。

研究人员还测试了他们的膜的效率在去除中性的污染物。他们发现,如果适当functionalised,它可以捕捉硼酸-农药中的一种有毒化学物质纯扩散。他们认为应该有可能functionalise一个anion-permeable膜。这可能使净化的水在一个单一的步骤。此外,添加这些气孔出现,前期工作的基础上,增加了脱盐效率的聚砜膜,Uliana说。

化学工程师瑞安活泼亚特兰大,乔治亚理工学院的我们,认为研究人员“ion-capture电渗析的技术可能特别有用治疗水从非传统来源:“海水反渗透植物高度优化和工作真的很好盐水。但是当你走向表层海水,咸咸的海水,产生水和其他非传统来源,你遇到越来越多的问题,这些膜不能解决,”他说。'我喜欢这种方法是,它增加了灵活性通过这个ion-capture形态建成的脱盐部分以前没有。”