西安建筑科技大學膜分離團隊取得新突破

中國教育報-中國教育新聞網訊（記者 馮麗）近日，西安建筑科技大學環境與市政工程學院、陜西省膜分離技術研究院團隊在國際權威期刊《自然-通訊》上發表題為《蛭石異質納米通道膜在實際高鹽體系中的滲透能回收》的最新研究成果。該研究成果是繼團隊2020年在《自然—通訊》發表相關研究成果后，再次在膜分離領域取得的新突破。

開發綠色新型能源以替代高碳能源已成為當下一項重要課題。近年來，蘊藏于海水、鹵水和高鹽工業廢水等自然與工業資源中“藍色能源”——滲透能，因其儲量大、可再生等特點，受到了研究者的廣泛關注。具有離子分離特性的功能薄膜是滲透能回收的關鍵。然而，在實際滲透能的回收過程中，水體的高鹽濃度往往導致分離膜的離子選擇性和擴散性發生大幅下降，嚴重制約了該項技術的應用與推廣。

針對上述問題，膜分離團隊開發了基于二維蛭石納米材料的異質納米通道膜，通過獨特的結構設計，實現了“初步富集+二次分離”的離子輸運過程。得益于此，即使在高濃度鹽度為5M（鹽度梯度為500倍）的極端條件下，蛭石納米通道膜仍表現出高效穩定的滲透能回收性能，輸出功率密度可達到33.76W/㎡。為進一步證明該體系在實際高鹽環境滲透能收集場景中的應用性能，團隊選用多種青海當地的實際鹽湖鹵水進行了驗證，并獲得了最高25.9W/㎡的功率密度。該工作展現了在實際高鹽鹵水、工業廢水中實現滲透能有效收集的潛力，對于可持續能源的發展具有重要的意義。

膜分離團隊長期專注于離子分離領域的基礎研究以及海水、鹽湖、工業廢水中的資源與能量回收的實際應用。2023年，團隊圍繞環境廢棄物有價資源回收、離子精準分離、鹽差能回收和分離膜污染防控等方面開展大量基礎研究工作，在相關國際頂級期刊共發表SCI論文30篇，總影響因子達288.1。