在缺水国家,将海水转化为淡水很重要。在这个过程中,某些被称为离子的带电粒子必须从水中去除。然而,有些离子由于其化学性质,很难从水中去除。以色列和荷兰科学家最近的研究有助于改善这种离子去除过程。 研究人员能够预测硼离子在水从而简化了它们的去除。该研究可在美国国家科学院学报 ( PNAS公司)海水、微咸水或淡水中的许多有害或有价值的离子都是两性的:它们的性质随pH值而变化。"用标准膜技术很难从水中去除这些颗粒,"瓦赫宁根大学环境技术系助理教授Jouke Dykstra说。"然后你必须添加某些化学物质来控制pH值。但我们希望尽可能避免这种情况:使用更少的化学物质是一种强烈的趋势。" 海水淡化 作为离子去除过程的一个例子,Dykstra指的是海水淡化。这种情况在世界范围内淡水短缺的地区正在发生。例如,地中海沿岸的许多国家都使用淡水进行灌溉。"但是海水中也含有硼,硼在高浓度下是有毒的,它会抑制植物的生长。显然,这是灌溉的一个问题,这就是为什么我们正在寻找新的方法来去除海水中的硼和其他离子。"由于许多地区的干旱,海水淡化变得越来越重要。戴克斯特拉说,"需要新技术来继续满足淡水,不仅在地中海和中东,而且在荷兰。" 瓦赫宁根的研究人员正与以色列理工学院的Technion和位于利沃登的欧洲可持续水技术卓越中心(Wetsus)的同事们一起应对这一挑战。他们共同开发了一种新的硼在电容去离子过程中行为的理论模型。这是一种新兴的无膜技术水处理利用微孔,流动电极脱盐当电流被施加时,离子被吸附到电极上,从而从水中除去。戴克斯特拉:"我们是第一个开发出一个理论模型,使我们能够预测这种行为,并将其用于我们的优势。" 全新设计 以色列和荷兰的研究人员发现,这种系统需要全新的设计。例如,他们从理论和实验上证明了水必须从正极流向负极,而不是像现在的习惯那样,从另一个方向流动。戴克斯特拉总结道:"我们的研究表明,一个好的理论模型对于有效控制这种复杂的化学过程至关重要。"。这种方法提供了许多有趣的可能性。你也可以用这个模型解决废水处理中的其他难题,包括去除砷或小有机分子,如药物残留或除草剂