新技术:普林斯顿大学用硅橡胶管开发出无过滤器的水过滤技术

必发365登录入口2017年5月19日讯  大部分净水器是采用阻筛过滤原理渐进式结构方式,由多级滤芯首尾串接而成,滤芯精密度由低到高依次排列,以实现多级滤芯分摊截留污物,从而减少滤芯堵塞和人工排污、拆洗的次数以及延长更换滤芯的周期。

我们通常使用的水净化方法一般依赖于机械过滤器或者过滤膜来去除污染物,但随着时间的推移,这些过滤设备都会因为阻塞的原因而不得不经常更换。普林斯顿大学的研究人员开发的新型水过滤技术不需要任何过滤器,而是依靠注入二氧化碳气体来改变水的化学性质,根据电荷分离废物颗粒。

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该系统简单,成本低,由硅橡胶管组成,一端分为两个通道。由于硅橡胶对 CO2 是可渗透的,加压气体能够通过管的一个壁扩散,并与内部的水混合。这种相互作用改变了水的化学性质,使其变为微酸性并产生带电粒子或离子。

这些离子中的一个是带正电的氢原子,其迅速移动通过水溶液,而另一个是具有负电荷的碳酸氢根分子,其更慢地移动通过水。这些分子的运动产生小的电场,并且由于悬浮在水中的大多数颗粒具有电荷,它们被吸引到水流的一侧,而没有电荷的过滤水在其自身的通道中继续前进。从而管就分成两部分,过滤好的水流过一根,废物颗粒流过另一根。

研究人员指出,该系统出了瓶装的二氧化碳之外,没有更多复杂的运动部件,如果需要的话,使用过滤的二氧化碳还可以回收再次利用。由于这项过滤系统相对简单,成本也主要是管道和二氧化碳费用,所以研究人员觉得该系统在发展中国家具有很大的潜力,它可以用于清洁被细菌和污垢颗粒污染的池塘和河水,还可以用于植物脱盐,以去除植物中的病毒和细菌。除水净化外,研究人员还表示,该技术在科学和工业应用中也具有控制解决方案中的颗粒的潜力。

该净水技术既可以用于便携式水净化系统,也可以放大净水规模。目前研究人员已经建立了一个实验室规模的系统,并将开发一种大规模的二氧化碳过滤器,使该技术成为整合在大型社区的水处理厂。该技术的相关报道 Membraneless water filtration using CO2 已经刊登在近期的《自然通讯(Nature Communications)》杂志中。

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