根据联合国政府间气候变化专门委员会的最新报告，地球上78亿人口中有近40亿人每年至少有一个月无法获得足够的清洁水，这为世界水供应描绘了一幅令人沮丧的景象。
提出了一种有机凝胶-水凝胶复合策略，以优化太阳能蒸发器在实际油污染水净化中的综合性能。在一个平台上集成了超稳定的漂浮能力、抗油污性能、加速蒸发过程、长期耐盐性和可扩展性。图片来源:清华大学出版社。
中国科学院物理与化学技术研究所和中国厦门大学的科学家们可能已经解决了这个问题，他们指出，虽然已经提出了许多水净化系统，但它们经常在一些重要的地方出现故障——通常，它们不够大、稳定或坚固，无法用于实际应用。
一个由团队创建的新平台，在3月22日报道nd的问题纳米研究该公司利用阳光消毒海水，与其他类似方法相比(超过90%)，能源效率更高，同时还避免了典型的障碍。
家庭以及工业、农业和其他应用对淡水的需求巨大，因此人们开发了各种净水技术来缓解淡水资源的短缺。比较两种方法，通过界面蒸发太阳能净化海水或污染水是一种有前景的低成本系统。
王淼，论文作者，厦门大学材料学院
这些净化方法利用阳光加热水的表面，从而使水蒸发，并将含盐或受污染的对应物从水分子中分离出来，然后蒸发到大气中，进入凝结的固有循环，变成干净的、可消耗的水。
来自厦门大学化学与化学工程学院和物理科学与技术学院的研究作者徐厚表示，问题在于，由于盐结晶、不稳定性、油污染和复杂的制造程序，这种方法的实际应用被推迟了。
为了在等量的阳光下产生更多的纯净水，我们如何获得更多的能量来局部加热水以提高蒸发率——而不遇到其他方法的缺点?我们回答了这个问题，并设计了一种超稳定、耐盐的蒸发器平台，可以保持加速蒸发，同时继续排斥油，防止污染。
徐厚，论文作者，厦门大学化学与化工学院，物理科学与技术学院
科学家们将两种凝胶结合在水包油乳液中。这种凝胶材料被称为有机水凝胶，可以在物质的不同阶段之间发生变化，但主要是由分子链网络组成的液体。
通过在有机水凝胶中加入碳纳米管，科学家们形成了“热点”，可以在局部将太阳光集中到水面，阻止整个区域的热量散失。该材料的分枝结构还有助于抑制能量耗散，促进分子转移，以阻止盐结晶。
有机水凝胶密度小，浸泡在水面以下时，可以再次自浮，继续蒸发过程。上升的水包围蒸发器，形成一个横向毛细管排斥效应，其中油分子远离被加热的水，类似于水银远离温度计的玻璃。
在试验实验中，该系统每平方米每小时蒸发约2.4公斤的水，并且可以持续240小时而不需要额外的处理“严重的石油污染，”研究作者王树涛说，他是中国科学院物理与化学技术研究所仿生材料与界面科学重点实验室。
我们开发了一种抗油污加热平台，具有显著的太阳能利用率，即使在严重污染的水中，也显示出巨大的实际潜力，太阳能驱动的水净化。我们希望这种经济和环境友好的方法将有助于进一步缓解全球淡水资源短缺的问题。
王淼，论文作者，厦门大学材料学院
该研究的其他贡献者包括:徐雪涛，李浩南，万西子，张一凯，中科院生物材料与界面科学重点实验室，物理与化学技术研究所;厦门大学化学化工学院何文、王树立教授。徐、李、张和王树涛也就职于中国科学院大学。
本研究得到国家自然科学基金国际合作与交流项目、国家重点研发计划、国家杰出人才支持计划和中央高校基本科研业务费专项资助。
期刊引用:
徐,X。,等．(2022)碳纳米管掺杂有机水凝胶平台净化含油污水。纳米研究．doi.org/10.1007/s12274 - 022 - 4118 - 8．
来源:http://www.tup.tsinghua.edu.cn/en/index.html