水是生命之源，地球雖然有71%的面積被水所覆蓋，但在全球水資源中，人類真正能夠利用的淡水量僅占地球總水量的0.26%。海水淡化作為海水資源的開源增量技術(shù)，已成為解決全球水資源危機(jī)的重要途徑。近日，天津大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)參與開發(fā)出的“超快海水淡化膜”備受關(guān)注，相關(guān)成果已發(fā)表在近期的《自然·可持續(xù)發(fā)展》雜志上。這種海水淡化膜是一種什么材料？如何做到快速淡化海水？淡化海水可以大量應(yīng)用到生活中嗎？本期推送，帶你揭開它的神秘面紗——

海水淡化技術(shù)流程示意圖

目前在世界范圍內(nèi)的海水淡化技術(shù)超過二十種?？蒲袌F(tuán)隊(duì)這次使用的新技術(shù)，采用了熱膜耦合的方法——利用反滲透膜將海水中的鹽分（和雜質(zhì)等）去除，得到淡水。與往常所用的熱法、膜法相比，這種方法不需要額外使用熱能，直接利用電能，另外項(xiàng)目建設(shè)更快、占地面積更小，制水過程是液體的轉(zhuǎn)換，效率比較高，相應(yīng)整體的綜合能耗更低。

團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)教師、天津大學(xué)化工學(xué)院教授姜忠義表示，該項(xiàng)目不僅集熱法、膜法之所長(zhǎng)，最大的創(chuàng)新還在于材料的選用。他們借助了一個(gè)新的材料——共價(jià)有機(jī)框架材料，這種材料一般是通過溶劑熱的方法來合成的，材料都是以粉末、微晶狀態(tài)存在，所以沒有辦法直接成膜。于是團(tuán)隊(duì)就把微晶粉末通過超聲分散剝離成納米膠帶和納米片，把一些小的膜碎片，通過靜電相互作用，最后才構(gòu)成了一個(gè)無缺陷的膜。姜忠義教授說，“我們用納米帶粘納米片，粘完之后，片比較大了，再做出膜質(zhì)量就高了，比現(xiàn)在的高分子材料的性能要提升好多倍，甚至有時(shí)候能10倍以上，這一點(diǎn)我們可以講在國(guó)際上走在前面。”

四種共價(jià)有機(jī)框架材料相關(guān)數(shù)據(jù)圖

全球可持續(xù)發(fā)展正在面臨水資源短缺的挑戰(zhàn)，數(shù)十億人無法獲取清潔的水，如果能把占地球總水量96%以上的海水大量轉(zhuǎn)化為淡水，無疑是一個(gè)很好的解決方案。而此次天大師生參與開發(fā)的“超快海水淡化膜”，不僅能實(shí)現(xiàn)高通水量，還具有突出的抗污染能力，一定程度克服了傳統(tǒng)反滲透膜壽命較低的問題。這項(xiàng)新成果所使用的所有材料和技術(shù)全部由團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)，具有完全獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)；其實(shí)驗(yàn)室中所體現(xiàn)的優(yōu)越性能，也被認(rèn)為具有良好的應(yīng)用前景。

全國(guó)海水淡化工程規(guī)模增長(zhǎng)圖

大力發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)，對(duì)于促進(jìn)水資源可持續(xù)利用，引領(lǐng)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展具有重要意義。天津是一座資源型缺水城市。日前，天津市發(fā)展改革委、市規(guī)劃資源局和市水務(wù)局聯(lián)合印發(fā)《天津市促進(jìn)海水淡化產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案》，明確到2025年，海水淡化水年供水量達(dá)1億立方米左右，創(chuàng)建全國(guó)海水淡化示范城市。

如今，包括天津大學(xué)在內(nèi)的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在對(duì)此次成果開展進(jìn)一步研究，探索降低材料成本、實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，爭(zhēng)取讓科研成果盡早服務(wù)社會(huì)。

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內(nèi)容來源：天津大學(xué)官微，網(wǎng)信天津，天津日?qǐng)?bào)，自然資源部官微

圖片來源：自然資源部，天津大學(xué)化工學(xué)院官微