Nature Communications:离子液体通过定向溶剂萃取实现高效低温海水淡化

纳米技术 非膜海水淡化技术
纳米疯    2021-01-26    726

海水淡化在应对全球水资源短缺挑战方面发挥着关键作用。定向溶剂萃取(DSE)是一种新兴的非膜海水淡化技术,其特点是能够利用极低温度(低至40 °C)的余热。然后利用其微妙平衡的溶解度特性,即定向溶剂不溶于水,但可以溶解水并排斥盐离子。然而,由于目前最先进的定向溶剂(癸酸)的产水率极低,因此极大限制了其应用。

近日,美国圣母大学罗腾飞,Brandon L. Ashfeld报道了离子液体(ILs)作为一种新的定向溶剂,可以大大提高海水淡化的产率,从而显著降低能耗。

文章要点

1通过使用[emim][Tf2N]离子液体, DSE可以有效地从盐水源中提取淡水,甚至可以从饱和盐水中提取淡水。同时,其水产率比目前使用的癸酸高出约10倍。

2通过分子动力学模拟和Gibbs自由能计算,研究人员发现,水在[emim][Tf2N]中的溶解在能量上是有利的,然而[emim][Tf2N]离子在水中溶解则需要大量的能量。

这项研究有望极大地推动DSE技术的发展,以解决全球水-能源关系中的挑战。

 

参考文献

Guo, J., Tucker, Z.D., Wang, Y. et al. Ionic liquid enables highly efficient low temperature desalination by directional solvent extraction. Nat Commun 12, 437 (2021)

DOI:10.1038/s41467-020-20706-y

https://doi.org/10.1038/s41467-020-20706-y


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