到2025年,世界三分之二的人口将面临淡水短缺。为了解决这个问题,圣母大学的研究人员确定了一种新的溶剂(一种离子液体),该溶剂对一种新兴的脱盐技术进行了改进:定向溶剂萃取。
定向溶剂萃取使用溶剂以低温热能从盐水源中萃取淡水。这意味着提取技术可能会利用废热或其他工作的副产品产生的热量以及太阳热。
航空航天与机械工程学系教授,研究的相应作者罗腾飞说:“目前的定向溶剂萃取技术存在的问题是,以前使用的溶剂效率非常低,并且所提取的淡水数量有限。” 。“我们发现,这种新型离子液体的效率是该技术所用其他溶剂的10倍。”
Notre Dame的研究人员在Nature Communications上发表的一项研究中发现,使用新型离子液体进行定向溶剂萃取脱盐所花费的能量与逆渗透相比要少得多,而热脱盐要比热脱盐少得多,这两种方法都是领先的脱盐方法。当与这些其它方法中,使用定向溶剂提取的好处是,它不需要任何膜,其可以是昂贵的,或高温热能量。
为了找到最有效的材料,研究人员在分子模拟的指导下设计,合成和测试了一系列离子液体,以了解哪种溶剂对脱盐性能更好,为什么。
化学与生物化学学系副教授,《化学与生物化学》系副教授布兰登·阿什费尔德(Brandon Ashfeld)表示:“离子液体为调节定向溶剂的物理性质提供了出色的,合成灵活的框架,使其成为此类特定任务应用的理想候选者。”学习。
接下来的研究中,该团队将考虑降低离子液体成本的方法以及如何增加其产量的方法。他们还将考虑如何设计一个连续的系统以从原始实验中扩大规模。
罗说:“现在我们已经发现一种离子液体已显示出可以提高定向溶剂萃取脱盐技术的生产率,这种技术在现实世界中具有一定的应用潜力。”
阿什费尔德说:“离子液体在定向溶剂萃取中用作定向溶剂的潜力可能会大大改变我们目前用于净化水资源的方法,这对于确保环境的可持续性至关重要。”