全球有20億人缺乏清潔安全的飲用水，今天，由莫納什大學(xué)，CSIRO組織和奧斯汀得克薩斯大學(xué)得聯(lián)和調(diào)查組在科學(xué)進展發(fā)表的論文可能提供了一個突破性的新解決方案。
這一切都要歸結(jié)為金屬有機框架（MOFs），這是一種令人驚嘆的新一代材料，它具有任何已知物質(zhì)的最大內(nèi)表面積。海綿狀晶體可用于捕獲，儲存和釋放化合物。在這種情況下，將海水中的鹽和其他離子分離。
澳大利亞墨爾本莫納什大學(xué)的Huacheng Zhang教授，Huanting Wang教授和Zhe Liu副教授及其團隊，與CSIRO的Anita Hill博士和和在得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校化學(xué)工程系的Benny Freeman教授合作，他們最近發(fā)現(xiàn)，MOF膜可以模擬有機細胞膜的過濾功能或“離子選擇性”。
隨著進一步的研究，這些膜具有有效地發(fā)揮從海水中去除鹽類和分離金屬離子的雙重作用，從而為水利和采礦業(yè)提供革命性的新的技術(shù)途徑。
目前，用反滲透膜淡化海水占全球海水淡化能力的一半以上，是大多數(shù)水處理工藝的最后一個階段，但這些膜在能耗上還有2至3倍的改進空間。它們不依賴離子脫水或生物通道中選擇性離子轉(zhuǎn)運的原理，因此具有明顯的局限性。Roderick MacKinnon和Peter Agre憑借對這一主題的研究榮獲2003年諾貝爾化學(xué)獎。
在采礦業(yè)中，通過發(fā)展膜工藝來減少水污染以及回收有價值的金屬。 例如，鋰離子電池現(xiàn)在是移動電子設(shè)備最受歡迎的電源，然而在當(dāng)前的消費速度下，需求上升，可能需要非傳統(tǒng)方式的鋰生產(chǎn)，例如從海水和廢物處理中回收。如果在經(jīng)濟上和技術(shù)上可行，從這樣一個復(fù)雜的液體系統(tǒng)中直接萃取和純化鋰將會產(chǎn)生深遠的經(jīng)濟影響。
由于這項新研究，使這些創(chuàng)新現(xiàn)在成為可能。莫納什大學(xué)的Huanting Wang教授說：“我們可以利用我們的研究成果來解決海水淡化的問題，而不是依靠當(dāng)前昂貴的能源密集型工藝，這項研究開辟了以更高效和環(huán)境可持續(xù)的方式去除水中鹽離子的潛力。此外，這只是這種現(xiàn)象潛力的開始，我們將繼續(xù)研究如何進一步應(yīng)用這些膜的鋰離子選擇性，鋰離子在海水中含量豐富，因此這對于目前使用低效化學(xué)處理方法從巖石和鹽水中提取鋰的采礦業(yè)有著重要意義。 在全球，電子和電池所需的鋰的量非常高。 這些膜是一種豐富且易于獲取的資源，為從海水中提取鋰離子提供了一種非常有效的方法。”
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CSIRO的Anita Hill博士表示，基于對MOF的不斷了解，該研究為下一代材料提供了另一種潛在的現(xiàn)實應(yīng)用。Anita Hill博士說：“從公共利益的角度來看，使用MOFs進行可持續(xù)水過濾的前景令人難以置信，同時提供更好的鋰離子提取方法以滿足全球需求，并且可能會為澳大利亞創(chuàng)造新的產(chǎn)業(yè)。
德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校教授Benny Freeman說：“得克薩斯頁巖氣田產(chǎn)生的水富含鋰，先進的分離材料概念可能會將這種廢棄物流轉(zhuǎn)化為資源回收利用，我非常高興可以有機會和來自莫納什大學(xué)和CSIRO杰出同事合作，他們都是聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）贊助的美國富布賴特委員會頒布的在科學(xué)、技術(shù)和創(chuàng)新方面的杰出教授。”
文章來自phys.org，原文標(biāo)題為Researchers discover efficient and sustainable way to filter salt and metal ions from water
化學(xué)慧納米材料系列產(chǎn)品
