高鹽廢水處理是水污染凈化領(lǐng)域面臨的重要挑戰(zhàn)。通常，高鹽廢水含有高濃度的氯化鈉或其他鹽離子。這增加了水處理的復(fù)雜性，或?qū)μ幚碓O(shè)施造成腐蝕或結(jié)垢等問(wèn)題。傳統(tǒng)處理方法如反滲透技術(shù)，能夠有效去除鹽分，但處理過(guò)程可能遇到膜污染、能耗高和廢水回收率低等問(wèn)題。因此，研究新型材料或技術(shù)來(lái)提升高鹽廢水處理效率和可持續(xù)性具有重要意義。
中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所與清華大學(xué)合作，開(kāi)發(fā)出具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠（DNH）。DNH通過(guò)多機(jī)制協(xié)同交聯(lián)工藝制備，具有高蒸發(fā)速率和超耐鹽性。同時(shí)，分級(jí)結(jié)構(gòu)的形成，優(yōu)化了蒸發(fā)表面的持續(xù)供水，增強(qiáng)了光的吸收。研究通過(guò)調(diào)節(jié)水凝膠網(wǎng)絡(luò)中酰胺基團(tuán)的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)了高效水活化。在1 sun條件下，研究實(shí)現(xiàn)了4.0 kg m?2 h?1的高蒸發(fā)速率和超耐鹽性。即使在高濃度鹽水中連續(xù)蒸發(fā)12 h后，該水凝膠仍可以保持與純水相同的蒸發(fā)速率。
實(shí)際應(yīng)用中，DNH對(duì)重金屬污染的工業(yè)廢水和蘇打鹽堿水均表現(xiàn)出良好的處理效果。該研究采用中國(guó)北方近海海水進(jìn)行戶外太陽(yáng)能淡化實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，水體中Na+、Mg2+、K+、Ca2+、B3+、HCO3?、SO42?和Cl?的含量在處理后分別為0.025、0.014、0.023、0.037、0.001、6.995、0.079和0.157 mg/L，對(duì)應(yīng)的去除率分別為99.999%、99.999%、99.994%、99.990%、99.957%、95.062%、99.996%和99.999%。
DNH具有良好的除菌效果以及水下超疏油性，對(duì)菜籽油、大豆油、玉米油和三種油性溶劑的接觸角均超過(guò)145°，展現(xiàn)了優(yōu)異的防污能力。
相關(guān)研究成果發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》（Advanced Functional Materials）上。研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院創(chuàng)新交叉團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目等的支持。
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具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠DNH，實(shí)現(xiàn)高蒸發(fā)速率和超耐鹽性
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