雖然地球上大部分地區(qū)都被水覆蓋,但只有一小部分水是干凈的,可以供人類(lèi)使用。因此,只要有可能,就必須對(duì)這種資源進(jìn)行回收利用。目前的凈化技術(shù)無(wú)法充分處理一些行業(yè)產(chǎn)生的極熱廢水。加拿大阿爾伯塔大學(xué)的研究人員在《ACS Applied Materials & Interfaces》上提出了將胺增強(qiáng)納米金剛石顆粒嵌入到膜中的方法,可以解決這一難題。
一些石油回收和其他工業(yè)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生熱廢水,在通過(guò)傳統(tǒng)的反滲透膜進(jìn)行凈化之前,需要耗費(fèi)大量能源進(jìn)行冷卻。凈化后的水又需要加熱才能再利用。在這樣的高溫下,傳統(tǒng)的反滲透膜過(guò)濾速度緩慢,讓更多的鹽分、固體和其他污染物通過(guò)。在之前的研究中,研究人員已經(jīng)將極其微小的納米金剛石—碳球嵌入到這些膜上,這些碳球是在沒(méi)有氧氣存在的小型封閉容器中爆炸產(chǎn)生的。雖然這些膜能有效、快速地過(guò)濾大量的水,并能防止污垢,但它們并沒(méi)有用非常熱的樣品進(jìn)行測(cè)試。為了優(yōu)化用于高溫廢水的膜,Khorshidi、Sadrzadeh及其同事希望對(duì)納米金剛石球體進(jìn)行改性,并以一種新的方式嵌入其中。
該團(tuán)隊(duì)將胺類(lèi)物質(zhì)附著在納米金剛石上,并將其浸泡在乙酸乙酯溶液中,以防止球體結(jié)塊。然后,加入一種單體,與胺類(lèi)反應(yīng),與傳統(tǒng)的膜產(chǎn)生化學(xué)聯(lián)系。胺類(lèi)鏈接和乙酸乙酯處理的協(xié)同作用使膜更厚,溫度更穩(wěn)定,有助于改善其性能。研究人員通過(guò)增加膜中胺增強(qiáng)納米離子的含量,與不含納米離子的膜相比,即使在167華氏度的條件下9小時(shí)后,也獲得了更高的過(guò)濾率,雜質(zhì)被去除的比例更大。研究人員表示,新方法生產(chǎn)的膜可以更有效地處理高溫下的廢水。
論文標(biāo)題為《Nanodiamond-Enabled Thin-Film Nanocomposite Polyamide Membranes for High-Temperature Water Treatment》