Filtration 2016
English (United States) 中文(中华人民共和国)

浙大高分子科学研究所研发新型淨水纤维膜

如何让人们在只有污水源的条件下也喝上干淨的水?这一目标吸引了科学家长期的努力,如今又添新成果:浙江大学高分子科学研究所黄小军副教授团队研发的一种新型淨水纤维膜,不消耗能源,过滤效果优异,水的流通量又大。该技术目前已顺利产业化,淨水芯片年产量达500万支。
这种纤维膜是一种添加了亲水成分的新型塑料。水滴在普通的塑料上,会像落在荷叶上一样留在表面﹔滴在这种淨水膜上,却会像遇到餐纸一样马上渗透过去。把一片这样的纤维膜卷起来,做成中空的管子放到水裡,水就会透过管壁,进入管子裡面。管壁上密布的微孔,过滤精度达0.05微米,水中的细菌、藻类、铁鏽、胶体等成分都被阻拦在外,管子裡流淌的就是过滤后的淨水。
在黄小军团队的实验室裡,记者看到了这些管子:直径隻有0.5毫米,扎成一束,看上去像面条一样。600米长的管子,团成一团,体积很小,实际上表面积达到1平方米,展开来有一张桌子那 大。一个筒状的淨水芯片一般含有100米长的中空纤维膜。黄小军拿起一杯水,滴进一些碳素墨水,染成漆黑。把这杯水从一头倒进淨水芯片,另一头汩汩流出的就是透明的淨水,碳素被过滤了。
黄小军说,纤维膜的孔径越小过滤效果越好,但水的流量也会因此大大下降,导致过滤得太慢,同样不实用。要解决这个问题,纤维膜的结构设计非常重要。在显微镜下,可以看到管壁中密布著细小孔径,外层非常致密,越往裡层越稀疏,这种有梯度的微孔结构形成了一种毛细效应,使水分子自然地进入管子裡,杂质都被挡在了最外层。“这之后,水分子就像一辆汽车经过匝道驶入了8车道的高速公路,飞快地通过管壁内层较稀疏的微孔,进入管子裡去了。”黄小军说,这种纤维膜的水通量之大,可以用来过滤浴室喷头喷出的水,不用担心它变成捐滴细流。
发现梯度微孔结构设计的好处不难,要实现它却不简单。此前,制备这种结构纤维膜的技术长期为日本、韩国等国垄断,黄小军团队在“863”计划等国家重大科技专项支持下,成功自主研发了制备技术,降低了这类淨水产品的成本。
黄小军团队的纤维膜不需借助外界压力就能过滤水,水的流通量大,造价低廉,特别适宜贫困地区使用。我国人均可利用淡水资源不及世界平均水平的三分之一,西部干旱地区缺水尤其严重。目前,已有不少西部家庭用上这种淨水芯片,不需耗费电力就能把雨水过滤为可饮用的淨水。
利用这种淨水芯片研发的淨水器正在逐步装备部队。战士们拿著有过滤功能的水壶,在野外找自然水源装一壶水,马上就能喝。一个芯片能用半年,足够淨化近1吨的水。这使野外作战、抢险救灾能逐步摆脱对供水车的依赖,在艰苦环境下不得不用泥水煮面的情况将成为历史。同样的水壶,也很受驴友欢迎。
黄小军表示,纤维膜技术在生物医药、食品工业等诸多领域存在广泛的应用前景,团队下一步将研发具备更多功能的纤维膜。
(2016-03-15 中国过滤设备网 )