饮用水

世界卫生组织与联合国儿童基金会的一个联合调查项目显示,缺乏饮用水是21世纪面临的重大挑战之一。

然而,总体上看这并不是缺水的问题,而是可利用的水的质量问题:可利用的水中只有不到百分之一可以饮用。另一方面,由于世界人口的25%居住在沿海区域,海水淡化可解决数十亿人口所面临的缺乏清洁的饮用水的问题。因而,分离可溶于水的离子(主要是氯化钠)对于潜在的应用具有十分重要的意义。

这一观点由M. Wilhelm等人在近期的Macromol. Rapid Commun中提出。他们使用聚丙烯酸水凝胶,这是因为这种物质的亲水酸基可溶于水,由于聚合物的网状结构,它们可以像海绵一样吸水。与天然的或合成海绵不同,每克聚合物网就能吸收100克水,因此被称为超级吸水剂。由于聚合物已经含有附在丝状体上的离子团,这些电荷将排斥海水中的离子。因此,吸收的水的盐浓度将比天然海水低。在分离后,第二个步骤是从聚合物网状结构中回收水。作者利用机械压力挤出水,就像从海绵中挤出水一样。从最佳的情况看,这些挤出的水将是淡水。

在该文章中,通过使用自己建造的设备进行消溶胀试验并结合盐浓度分析,作者证实了其概念的适用性。他们研究了一些可以改善的工艺参数,如聚合物主链上的电荷密度或网状结构中的交联密度。

尽管该研究引起了人们的兴趣,该想法离商业应用还有很长一段距离。与当今已经使用的几种脱盐方法相比,这种方法既消耗能量又耗费时间。然而,作者将继续研究从这一新的概念中产生海水淡化方法的可能性。

M. Wilhelm, Macromol. Rapid Commun. 2010; DOI: 10.1002/marc.201000058.

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