哈工大全媒體（呂東偉文 /圖）日前，我校環(huán)境學(xué)院馬軍院士團(tuán)隊(duì)與阿卜杜拉國王科技大學(xué)（KAUST）賴志平教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合攻關(guān)，在膜法水處理技術(shù)研究領(lǐng)域取得突破，研究成果以《超高通量納米多孔石墨烯膜利用低品質(zhì)熱源實(shí)現(xiàn)可持續(xù)海水淡化》（An Ultrahigh-Flux Nanoporous Graphene Membrane for Sustainable Seawater Desalination using Low-grade Heat）為題發(fā)表在《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）上，該工作設(shè)計(jì)合成了超高通量多孔石墨烯膜并利用低品質(zhì)熱源實(shí)現(xiàn)了高效可持續(xù)的海水淡化。

全球日益嚴(yán)重的水資源短缺和當(dāng)前海水淡化技術(shù)的高碳足跡促使人們尋求一種低能耗可持續(xù)的解決方案。膜蒸餾（MD）利用熱量驅(qū)動(dòng)水蒸汽通過膜，獲得高品質(zhì)清潔水，是一項(xiàng)具有重大應(yīng)用前景的海水淡化技術(shù)，同時(shí)也是諸多零排放工藝中的關(guān)鍵核心技術(shù)。但MD膜通量低是限制該技術(shù)廣泛應(yīng)用的主要瓶頸。鑒于此，馬軍院士團(tuán)隊(duì)聯(lián)合沙特阿卜杜拉國王科技大學(xué)賴志平教授團(tuán)隊(duì)提出了一種制備超高通量納米多孔石墨烯膜的新工藝，該過程無需二次打孔和轉(zhuǎn)移過程。所得石墨烯膜為水蒸汽提供了極短且快速的傳輸路徑，比迄今為止報(bào)道的MD膜通量高一個(gè)數(shù)量級(jí)、脫鹽率大于99.8%，在海水淡化中顯示出巨大的應(yīng)用潛力和優(yōu)勢(shì)。

馬軍院士團(tuán)隊(duì)呂東偉副教授和阿卜杜拉國王科技大學(xué)周宗堯博士為論文共同第一作者，呂東偉副教授和阿卜杜拉國王科技大學(xué)賴志平教授為論文共同通訊作者。該研究工作在馬軍院士與賴志平教授的共同指導(dǎo)下完成，得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、中國博士后科學(xué)基金資助。

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據(jù)俄塔斯社2月16日?qǐng)?bào)道，近日中方科學(xué)家搞定西方難題，他們研發(fā)出新的材料，能夠大幅度降低海水淡化的成本，有非常高的應(yīng)用前景。如果該技術(shù)得到完善并能夠大規(guī)模應(yīng)用，很多缺水的國家和地區(qū)，淡水問題都會(huì)得到很大的緩解。中東多國正面臨著淡水短缺的問題，他們獲得這樣的消息后一片歡呼。沙特認(rèn)為，這樣的發(fā)明至少能夠獲得諾貝爾獎(jiǎng)。

淡水資源短缺是當(dāng)前很多國家和地區(qū)都面臨的問題，如果能夠解決水資源短缺的問題，很多地區(qū)的經(jīng)濟(jì)都能夠獲得更大的發(fā)展。目前的海水淡化技術(shù)，存在著能耗太高，成本太高的問題，無法大規(guī)模的推廣使用。開發(fā)一種新的材料，實(shí)現(xiàn)能夠持續(xù)的低成本的海水淡化，成為全球性的難題。近日哈工大的馬軍院士團(tuán)隊(duì)與阿伯杜拉國王科技大學(xué)的賴志平教授合作，開發(fā)出了能夠降低海水淡化成本的材料。新的材料為超高通量多孔石墨烯膜，該材料使用低品質(zhì)的熱源就能夠?qū)崿F(xiàn)海水淡化。相比起傳統(tǒng)的膜蒸餾技術(shù)，該技術(shù)能夠極大地降低成本和能耗。

膜蒸餾（MD）技術(shù)，是通過加熱水，讓水蒸氣通過膜，獲得高質(zhì)量的純凈水，很有發(fā)展前景，但是MD膜的蒸汽通過量很低，能夠獲得的淡水很有限，限制該技術(shù)的推廣。新研發(fā)出的高通量納米石墨烯膜材料可以讓水蒸氣以更快的速度通過，其通量高于MD膜一個(gè)數(shù)量級(jí)，并且脫鹽率達(dá)到99.8%，技術(shù)優(yōu)勢(shì)非常的明顯。如果該材料能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，能夠大規(guī)模的推廣，產(chǎn)品的成本有可能會(huì)進(jìn)一步降低，低成本的大規(guī)模實(shí)現(xiàn)海水淡化完全成文可能。很多國家都能夠解決淡水資源短缺的問題。

中東很多國家多石油，但是缺乏淡水資源，甚至出現(xiàn)了淡水比石油價(jià)格更高的局面。海水淡化技術(shù)一旦成熟，在中東國家就會(huì)有非常大的應(yīng)用前景。這些國家能夠解決吃水問題，農(nóng)業(yè)種植問題等，對(duì)沙特等國解決民生，促進(jìn)緊急發(fā)展有很大的作用。近些年沙特與中方在不少科技領(lǐng)域展開合作，包括新能源、海水淡化等方面，沙特是在為石油資源枯竭做準(zhǔn)備。可以看出，通過雙方的合作，也確實(shí)促進(jìn)了科技的發(fā)展。中東國家已經(jīng)開始?xì)g呼，他們看到了解決淡水資源短缺的希望。沙特認(rèn)為，這個(gè)研發(fā)成果對(duì)解決人類淡水資源短缺問題都有非常重大的意義，至少能夠獲得諾貝爾獎(jiǎng)。

科研工作需要大量的人才和資金投入，西方國家在科技領(lǐng)域長期領(lǐng)先，很重要的原因就是國家比較富裕，有足夠的投入�，F(xiàn)在中方在科技領(lǐng)域的投入也上來了，可以看到近些年中方在各種研發(fā)方面取得了很多重大的成果。有理由相信，中方科研人員能夠在更多的領(lǐng)域突破，解決一些之前西方科學(xué)家無法解決的問題。