【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】面對(duì)淡水資源短缺的全球性危機(jī)，亟需開發(fā)新的脫鹽技術(shù)，以期從海水或者苦咸水中獲得安全、清潔的飲用水。目前，已有多種脫鹽法被成功應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中，例如微濾、超濾、反滲透等。這些方法通過(guò)不同機(jī)制去除海水中的鹽分和其他雜質(zhì)，為緩解淡水短缺做出了貢獻(xiàn)。然而，上述技術(shù)在能耗和環(huán)境影響方面仍存在一定的局限性。為了尋求更為可持續(xù)的解決方案，利用太陽(yáng)能的海水淡化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。這種技術(shù)通過(guò)太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換，將海水轉(zhuǎn)化為蒸汽，進(jìn)而獲得淡水，具有低能耗和環(huán)境友好特性，因此受到廣泛關(guān)注。
 

　　近期，中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所分離材料與技術(shù)團(tuán)隊(duì)研究人員設(shè)計(jì)了一種具有三維拱形結(jié)構(gòu)的玄武巖纖維基高效海水淡化蒸發(fā)器。在材料方面，通過(guò)聚吡咯改性玄武巖纖維表面，極大地提高了纖維表面的光捕獲能力，從而促進(jìn)海水高效蒸發(fā)。在結(jié)構(gòu)方面，玄武巖纖維之間能夠形成獨(dú)特的3D互聯(lián)水運(yùn)通道，使蒸發(fā)材料具有良好的毛細(xì)管作用，確保了海水淡化過(guò)程中充足的水供應(yīng)，并促進(jìn)了太陽(yáng)能蒸發(fā)器的自清潔能力。同時(shí)，蒸發(fā)器的三維拱形結(jié)構(gòu)極大地增強(qiáng)了水分輸送能力，抑制了熱傳導(dǎo)損失，在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光照射下的蒸發(fā)率高達(dá)3.61?kg/m2/h，遠(yuǎn)高于二維蒸發(fā)器的蒸發(fā)率 (1.68 kg/m2/h)。該蒸發(fā)器在長(zhǎng)期室外蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)中仍然表現(xiàn)良好，日供水量可達(dá)18.80 kg/m2。此外，蒸發(fā)器還表現(xiàn)出優(yōu)異的耐海水腐蝕和抗鹽污堵能力。進(jìn)一步采用模擬計(jì)算的方法，利用馬蘭戈尼效應(yīng)(Marangoni效應(yīng))解釋了蒸發(fā)器的自清潔原理：熱驅(qū)動(dòng)的馬蘭戈尼流加速了材料內(nèi)部水循環(huán)，避免了鹽離子在蒸發(fā)界面的沉積?？傊疚奶岢龅?D太陽(yáng)能蒸發(fā)器這一設(shè)計(jì)理念使得高效太陽(yáng)能海水淡化成為可能，同時(shí)有效避免了鹽堵塞的困擾，該技術(shù)為海水淡化行業(yè)提供了新的可持續(xù)解決方案，以滿足全球?qū)ΦY源日益增長(zhǎng)的需求。
 

　　上述研究成果近期發(fā)表在國(guó)際期刊(Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects)上，中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所梁存光和艾克熱木·牙生為共同第一作者，李慧和馬鵬程為共同通訊作者。該工作得到新疆重點(diǎn)研發(fā)任務(wù)專項(xiàng)和新疆“天山英才”培養(yǎng)計(jì)劃科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才項(xiàng)目資助。