离子捕集脱盐膜捞出有价值的材料

新型的净化膜美国的研究人员已经证明，它可以同时生产用于饮用或农业的淡水，并从盐水中吸收特定的污染物。该团队认为，这项技术可能有助于从困难的水源中提取饮用水，而无需复杂的多步骤过程，以及从水中提取有价值的矿物质。

随着对水的需求不断增长，以满足不断增长和发展的人口的需求，对从采出水(石油和天然气开采过程中释放的水)和海水等非常规资源中提取淡水的技术的需求也在增长。行业标准的处理方法是反渗透:水被迫通过一层密集的膜，离子(被溶剂水分子包裹着)无法通过。电渗析是一种流行的替代方法，电渗析是在水中施加电位差，通过选择性渗透膜将离子抽出。两者都有两个缺点:首先，中性污染物没有被去除，需要进一步净化。其次，被去除的是离子的混合物，根据原始水源的不同，这些离子可能是有价值的，有毒的，或者两者都有。“如果你有少量的，比如说，汞，所有的盐水都必须被当作含汞的废物处理，”解释说亚当Uliana加州大学伯克利分校教授。

Uliana和他的同事们对电渗析用的标准阳离子渗透膜(磺化聚砜基质)进行了改进，将其与由有机节点和芳香族连接物构建的功能化多孔芳香族框架连接在一起。将官能团合并到连接剂中，使框架对特定离子具有高度选择性:“例如，硫醇对汞具有选择性，”Uliana解释说。当水通过膜时，框架会抓住它们的目标离子，让剩余的离子穿过盐水。这可能会使材料从混合盐水中去除，这些材料在混合盐水中是没有价值的或有毒的，并经过净化后变得对工业有价值。

研究人员还测试了他们的膜去除中性污染物的效率。他们发现，如果适当地功能化，它可以纯粹通过扩散来捕获硼酸——一种在农药中发现的有毒化学物质。他们认为将阴离子渗透膜功能化也是可能的。这有可能实现一步净化水。此外，根据初步工作，添加这些孔隙似乎提高了聚砜膜的脱盐效率，Uliana说。

化学工程师瑞安活泼美国亚特兰大佐治亚理工学院的教授认为，研究人员的“离子捕获电渗析”技术可能特别适用于处理非传统水源的水:“海水反渗透装置经过高度优化，对盐水的处理效果非常非常好。但当你转向地表水、微咸水、产出水和其他非传统水源时，你会遇到越来越多这些膜无法解决的问题。”“我喜欢这种方法的原因是，它通过内置在海水淡化部分的离子捕获方式增加了灵活性，这是以前不存在的。”