Ученые МГУ создали долговечные мембраны для опреснения и фильтрации воды
Новые эффективные и обладающие исключительной долговечностью нанопористые мембраны, модифицированные оксидом графена и MXene, для опреснения и фильтрации воды разработала группа исследователей МГУ, 17 декабря сообщает пресс-служба университета.
Нанопористые мембраны в настоящее время заняли ключевые позиции в системах очистки воды. Проблемой, однако, для широкого применения в промышленности стала их невысокая долговечность и эффективность при удалении солей. Разработанные учеными МГУ новые мембраны оказались лишенными этого недостатка.
Руководитель исследования, доцент факультета наук о материалах МГУ Андрей Елисеев рассказал о нем: «Мы исследовали первапорацию через мембраны, модифицированные оксидом графена и MXene (двумерный наноматериал, состоящий из чередующихся слоев металла и углерода — прим. ИА Красная Весна), и обнаружили, что такие материалы не только более эффективны, но и значительно устойчивее при длительной эксплуатации».
Первапорация представляет собой процесс разделения мембраной жидких смесей на молекулярном уровне, движущей силой которого является градиент химического потенциала через мембрану. Компоненты жидкого потока абсорбируются в/на мембране, проникают через нее и испаряются в паровую фазу.
Для исследования нового материала были изготовлены образцы мембран с диаметром каналов от 25 до 200 нм. Эксперименты проводились на первапорацию воды, спиртов и углеводородов для различных давлений насыщенных паров. При этом было установлено, что охлаждение зоны испарения значительно повышает эффективность процесса.
Исследования подтвердили, что мембраны с селективным слоем оксида графена и MXene могут работать на протяжении длительного времени, сохраняя при этом высокую эффективность при удалении солей. Таким образом, новый материал, предложенный учеными МГУ, может с успехом применяться для опреснения и фильтрации воды.
«Эта разработка значительно улучшает долговечность мембран и помогает решать проблемы с нехваткой пресной воды, — отметил участник исследования, доцент факультета наук и материалах МГУ Андрей Поярков, — Теперь мы планируем масштабировать технологию и адаптировать ее для промышленного производства».
Результаты работы были представлены в статье «Первапорация с помощью нанопористых мембран» (Pervaporation with nanoporous membranes), опубликованной в журнале Desalination.
