利用光應答型MOF開發節能、高效之脫鹽製程

 

刊登日期:2020/10/15
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澳洲蒙納許大學與新南威爾斯大學等利用以太陽光即可再生的離子吸附劑,共同開發了一項30分鐘就可以將海水轉換成安全且清潔之飲用水的方法,不僅能源效率高,且實現了低成本且具永續性的脫鹽淡化製程。

為了因應全球性水資源不足的問題,海水淡化(脫鹽)相關研究備受關注。但採用蒸發技術的熱脫鹽製程,雖然健康風險為最小限度,但具有能源集約的缺點;而逆滲透法等其他技術,則有能源消耗大、濾膜洗淨或脫氯處理時使用化學物質等缺點。

另一方面,新一代多孔奈米材料–金屬有機框架材料(MOF)是目前已知材料中擁有最大表面積之結晶性材料所形成的金屬離子化合物,一匙大小MOF的表面積就相當於一個足球場的面積。研究團隊也注意到MOF的特性,使用了一款特殊的MOF「PSP-MIL-53」。

「PSP-MIL-53」具有光應答性,在陰暗處從淡鹽水(鹽分介於河海水之間)或海水吸附鹽份,不到30分鐘就能生成乾淨的飲用水。在實驗中,研究團隊使用了2233ppm的淡鹽水,1kg的MOF在一天內可以生成139.5L的淡水,相較於其他脫鹽方法,實現了低耗能(0.11Wh/l)。此外,將此MOF結晶曝曬於太陽光之下,4分鐘以內就能再生並可再利用,擁有優異的穩定性與循環利用性能。

透過此項研究證實了光應答型MOF不僅可利用於脫鹽處理,且是能源效率高、具有永續性的吸附劑,將可望為脫鹽、水質淨化等用途之刺激應答性材料設計帶來新方向。

資料來源:https://www.monash.edu/engineering/about-us/news-events/
latest-news/articles/2020/breakthrough-technology-purifies-water-using-t
he-power-of-sunlight#:~:text=An%20international%20research%20team
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