原始石墨炔单层在完全截留盐分下的超快海水淡化
材料科学
2013-12-03 v1
摘要
从海水中生产清洁淡水的淡化技术有望解决全球饮用水、农业和工业的缺水问题。然而，反渗透和热蒸馏等传统淡化技术能耗巨大，且广泛用于反渗透的半透膜面临着在高截盐率下提供高通量的挑战。在此，我们通过全面的分子动力学模拟和第一性原理建模发现，原始石墨炔（pristine graphyne，一种类石墨烯的单原子厚碳同素异形体）能够实现对海水中几乎所有离子（包括 Na+、Cl-、Mg2+、K+ 和 Ca2+）的 100% 截留，其透水率极高，比截盐率约为 98.5% 的商业最先进（state-of-the-art）反渗透膜高出约两个数量级。研究表明，石墨炔的这种完全离子截留特性独立于盐浓度和工作压力，源于离子比水具有显著更高的能垒。石墨炔的这一固有特性应为缓解全球淡水短缺和其他环境问题的努力提供一种新的可能性。
引用
@article{arxiv.1309.0322,
title = {Exceptionally Fast Water Desalination at Complete Salt Rejection by Pristine Graphyne Monolayers},
author = {Minmin Xue and Hu Qiu and Wanlin Guo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1309.0322},
year = {2013}
}
备注
20 pages, 5 figures, 1 table