据新材料在线2018年4月17日讯 来自日本信州大学的研究者们发明了一种可以大规模淡化海水的超强反渗透膜。他们的研究成果发表在了二月初的《Scientific Reports》中。

MWCNT-PA纳米复合膜SEM图，所有的图片都在同一放大倍数下拍摄（图片来源于Springer Nature）

　　上图是MWCNT-PA（多壁碳纳米管-聚酰胺）纳米复合膜的SEM图，图像依次是纯PA（聚酰胺）、多壁碳纳米管添加量依次递增的纳米复合膜（5%、9.5%、12.5%、15.5%、17%和20%）。从图中容易看出，当碳管添加量达到20%时，样品表面出现典型的叶状结构，而且随着碳管量的增加，表面越发平整。
　　“由于世界上97%以上的水是咸水，因此反渗透海水淡化厂的淡水生产对于安全和稳定起到支撑作用。”论文作者Morinobu Endo博士说。Endo是信州大学的杰出教授，也是碳科学与技术研究所的名誉主任。“尽管反渗透膜技术已经发展了几十年，但类似全球变暖以及人口稠密的城市中心日益增加的清洁用水需求等新的威胁对传统供水系统提出了挑战。”
　　反渗透膜通常由薄膜复合系统组成，膜的活性层阻止了不需要的物质穿过可渗透的多孔基质，比如盐。这种膜可以将海水转化为可饮用的水，也有助于景观和农业灌溉，但它们的操作费用高，同时消耗大量能源。
　　Endo说，为了满足饮用水对廉价的需求，我们要发明一种能够承受更严峻挑战的膜，至少可以反复使用，在清洗的过程中保证化学稳定，当然这一切还得靠碳纳米技术来解决。目前易受氯腐蚀是反渗透膜降解或失效的主要原因，他们课题组试图解决这个难题。
　　Endo是催化化学气相沉积法合成碳纳米管的革新者。在这项研究中，他和他的团队创造了一种多壁碳纳米管-聚酰胺纳米复合膜，混合的碳纳米管产生了一种保护作用，稳定了聚酰胺与氯的连接分子，因此具有耐氯性。碳纳米管技术有望带来许多好处，水净化是碳纳米管应用很有前景的一个例子。碳纳米管和纤维在材料的研发和应用中被当作极好的增强材料，也正是由于它们性能优异，现在越来越多的传统技术领域开始引入碳管和纤维来改善技术。
　　研究人员试图稳定扩大多壁碳纳米管-聚酰胺纳米复合膜的制备和加工规模。“我们正准备拓宽合成方法，在原则上是基于同样的方法来制备聚酰胺膜。” Endo说。目前他的团队正计划合作创建商业性反渗透膜。
　　这项研究是信州大学全球水资源创新中心为提高生活水平和水的可持续性而进行的行业学术合作研发计划以及日本科学技术厅（JST）创新创业计划的一部分。
　　（本文章来源于azonano网站，原文标题为Carbon Nanotube Technology Used to Create Strong Water Desalination Membranes）