Une nouvelle plate-forme nettoie l’eau de mer contaminée par le pétrole


Une-nouvelle-plate-forme--leau-de-mer-contaminee-par-le.jpg" alt="Neuartige Plattform reinigt ölverseuchtes Meerwasser" title="Wir schlagen eine Organogel-Hydrogel-Verbundstrategie zur Optimierung umfassender Leistungen von solarbetriebenen Verdampfern in der praktischen Reinigung von ölverschmutztem Wasser vor. Ultrastabile Schwimmfähigkeit, Anti-Öl-Fouling-Eigenschaft, beschleunigter Verdampfungsprozess, langfristige Salzbeständigkeit und Skalierbarkeit sind auf einer Plattform integriert. Kredit: nanorecherche (2022). DOI : 10.1007/s12274-022-4118-8″ width= »800″ height= »530″/>

Nous proposons une stratégie composite organogel-hydrogel pour optimiser les performances globales des vaporisateurs solaires dans la purification pratique de l’eau polluée par le pétrole. La flottabilité ultra-stable, la propriété anti-encrassement de l’huile, le processus d’évaporation accéléré, la résistance au sel à terme et l’évolutivité sont intégrés dans une seule plate-forme. Crédit: nanorecherche (2022). DOI : 10.1007/s12274-022-4118-8

Le dernier rapport du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat des Nations Unies dresse un tableau sombre de l’approvisionnement en eau dans le : sur les 7,8 milliards d’habitants de la planète, environ 4 milliards n’ont pas accès à une eau suffisamment pendant au moins un mois chaque année. Bien que plusieurs systèmes de purification de l’eau aient été proposés, ils échouent toujours à des points critiques – généralement, ils ne sont pas suffisamment stables, grands ou robustes pour des applications réelles, selon des chercheurs de l’Institut technique de physique et de chimie de l’Académie chinoise des sciences et L’Université de Xiamen en Chine a peut-être résolu le problème.

Le 22 mars à nanorechercheles chercheurs ont rapporté les détails d’une nouvelle plateforme qui utilise la lumière du soleil pour purifier l’eau de mer avec une efficacité énergétique élevée par rapport à d’autres approches similaires (plus de 90 %) tout en évitant les pièges courants.

« Il y a une énorme demande d’eau douce dans les ménages et pour des usages industriels, agricoles et autres, donc diverses technologies de purification de l’eau ont été développées pour atténuer la rareté des ressources en eau douce », a déclaré l’auteur de l’étude Miao Wang du Collège des matériaux de l’Université de Xiamen. « En comparant les voies, la purification à énergie solaire de l’eau de mer ou de l’eau par évaporation interfaciale est prometteuse en tant que système à faible coût. »

De telles approches de purification utilisent la lumière du soleil pour chauffer l’eau à sa surface, vaporisant le liquide et séparant les homologues pollués ou salés des molécules d’eau, qui s’échappent ensuite dans l’air sous forme de vapeur pour entrer dans le cycle naturel de condensation et devenir de l’eau propre et consommable pour devenir . Selon l’auteur de l’article, Xu Hou, du Collège de chimie et de génie chimique et du Collège des sciences physiques et de la technologie de l’Université de Xiamen, le problème est que les tentatives de mise à l’échelle de cette approche pour une application dans le monde réel sont alimentées par la pollution par les hydrocarbures, l’instabilité, cristallisation du sel et processus de fabrication compliqués.

« Pour produire plus d’eau purifiée sous la même quantité de lumière solaire, comment récolter plus d’énergie pour chauffer l’eau localement afin d’améliorer le taux d’évaporation – sans rencontrer les inconvénients des autres approches ? », a demandé Hou. « Nous avons répondu à cette question et développé une plate-forme de vaporisation ultra-stable et résistante au sel qui peut supporter une vaporisation accélérée tout en évacuant l’huile pour éviter la contamination. »

Les chercheurs ont combiné deux gels dans une émulsion huile-dans-eau. Le matériau en gel, appelé organohydrogel, peut passer d’une phase à l’autre de la matière, mais il est principalement liquide et contenu dans un réseau de chaînes moléculaires. En dosant l’organohydrogel avec des nanotubes de carbone, les chercheurs ont créé des « points chauds » qui peuvent focaliser localement la lumière du soleil sur la surface de l’eau, empêchant la dissipation de la chaleur à travers la zone. La structure ramifiée du matériau aide également à empêcher la dissipation d’énergie et facilite le transfert de molécules pour empêcher la cristallisation du sel.

L’organohydrogel a une faible densité, ce qui lui permet de flotter à nouveau lorsqu’il est immergé sous la surface de l’eau pour un processus d’évaporation permanent. L’eau soulevée entoure l’évaporateur et crée un effet de répulsion capillaire latérale, provoquant le détachement des molécules d’huile de l’eau chauffée, comme le mercure se détache du verre d’un thermomètre.

Lors de tests expérimentaux, la plate-forme a évaporé environ 2,4 kilogrammes d’eau par mètre carré par heure et pourrait durer 240 heures sans élimination supplémentaire – même dans des conditions de « déversements de pétrole énormes », a déclaré l’auteur de l’article Shutao Wang de l’Académie chinoise des sciences ( CAS ) Laboratoire clé des matériaux bio-inspirés et des sciences des interfaces, Institut technique de physique et de chimie.

« Nous avons développé une plate-forme de chauffage anti-encrassement par l’huile avec une utilisation remarquable de l’énergie solaire, montrant un grand potentiel pour la purification pratique de l’eau à l’énergie solaire, même dans l’eau fortement contaminée », a déclaré Wang. « Nous espérons que cette approche économique et respectueuse de l’environnement aidera. « contribuer à atténuer davantage la pénurie mondiale de ressources en eau douce ».


Un nouveau nanocomposite améliore l’évaporation solaire pour la purification de l’eau


Plus d’information:
Xuetao Xu et al, Purification de l’eau polluée par le pétrole via la plate-forme d’organohydrogel dopé aux nanotubes de carbone, nanorecherche (2022). DOI : 10.1007/s12274-022-4118-8

Fourni par l’Université Tsinghua

citation: Novel platform purists oil-contaminated seawater (2022, 23 mars), récupéré le 23 mars 2022 sur https://phys.org/news/2022-03-platform-purifieds-oil-contaminated-seawater.html

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