浓海水处理及综合利用技术的新进展

对海水淡化过程产生的浓海水进行再脱盐,可进一步提高淡水回收率,并有效避免优质化学资源的浪费和对海洋生态环境的污染。本文介绍了多效蒸馏、共晶冷冻结晶、电渗析、膜蒸馏、膜结晶等浓海水再脱盐技术的原理、特点、应用实例和新进展,并对比分析了各种技术的优势和存在的不足,对基于多种热膜集成过程的浓海水“零排放”和综合利用技术进展作了重点讨论。最后指出,除相对成熟的多效蒸馏法和电渗析法外,其他多数浓海水再脱盐技术仍处于实验研究阶段,将反渗透与可再生能源驱动的膜蒸馏技术进行耦合发展高效盐化工将是浓海水处理领域的重要方向。     

镧离子插层MoS2膜的制备及印染高盐水处理

二维材料具有独特的层状结构、稳定的物理化学性质等特点。近年来,由二维材料层层堆叠构成的二维膜在膜分离领域展示了非同凡响的应用潜力。本文采用成膜中共混方法将La³⁺插入到MoS₂膜层间,利用原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱仪(XPS)技术表征了MoS₂片层结构和成分;利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)技术表征了膜结构与层间距;通过加压过滤装置和渗透装置考察了La³⁺-MoS₂膜的渗透截留性能。实验结果表明,La³⁺插层改性后的MoS₂膜由于层间距增加而显著地提高了纯水通量,La³⁺-MoS₂膜的纯水通量相较于MoS₂膜提高了约18.5倍。La³⁺-MoS₂膜对分子量300～800g/mol染料表现出了基于空间位阻理论的截留作用,对金属离子(Na⁺、K⁺、Mg     

ZSM-5沸石分子筛膜的制备及脱盐性能研究

淡水资源日益短缺,发展膜法海水淡化技术是满足世界淡水供应需求的重要途径,但是寻找合适的膜材料依然是人类面临的挑战。ZSM-5沸石分子筛膜（简称沸石膜）具有规则的孔道结构、合适的孔径尺寸（0.51~0.56 nm）以及可调变的硅铝比,在有机物脱水分离应用中展示了优异的选择性及良好的渗透性和稳定性。基于其孔径尺寸介于水分子和盐离子之间,其在海水淡化脱盐领域也具有应用潜力。在大孔α-Al₂O₃载体上采用二次生长法制备了ZSM-5沸石膜,考察了晶化时间与合成液的硅铝比对ZSM-5沸石膜成膜和渗透蒸发脱盐性能的影响,并采用XRD、SEM、EDS与水接触角表征了合成膜的相结构与结晶度、骨架组成表面特性等膜的结构性质。结果表明：通过二次水热法采用合成液摩尔配比为n（Al₂O₃）∶n（SiO₂）∶n（Na₂O）∶n（NaF）∶n（H₂O）=0.05∶1∶0.21∶1.01∶55的合成液在175℃下晶化48 h为最佳的合成条件,制备了Si/Al比为10、接触角为17.5°的亲水纯相致密ZSM-5沸石膜,并在75℃下对3.5%（质量）的NaCl水溶液进行了渗透蒸发测试,水的通量和盐离子截留率达到8.35 kg·m^-2·h^-1和99.99%,且性能在60 h的时间依存性测试后依然稳定,表现出了很高的海水淡化工业应用潜力。     

硼掺杂二氧化硅杂化膜的制备及渗透汽化脱盐性能

以1,2-双（三乙氧基硅基）乙烷（BTESE）和硼酸为前体,通过溶胶-凝胶法制备了硼掺杂的二氧化硅（B-BTESE-SiO₂）杂化膜。采用FTIR、XRD、XPS、TEM、SEM等系列表征手段对合成溶胶及膜的结构和形貌进行了分析,结果表明：硼元素成功掺杂进入SiO₂骨架中,形成了水热稳定的B—O—Si键,能明显影响膜表面的微观结构、亲疏水性、膜孔径大小从而提高膜的脱盐性能和稳定性。当溶胶中的H₃BO₃/BTESE比为0.25时所优化制备SiO₂膜的亲水性最强,脱盐过程中活化能最低,传质阻力最小,膜孔径约为0.61 nm,故表现出最佳的脱盐性能。在60℃以3.5%（质量） NaCl溶液为进料液时,该膜的水通量高达16.5 kg·m^-2·h^-1,盐截留率近乎100%,并且表现出优异的长时间稳定性（>168 h）和高浓度盐水溶液[4.2%~15.0%（质量） NaCl]脱盐性能,在海水淡化和高盐废水处理等领域具有潜在的应用前景。     

海水淡化 Desalination

海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，水质好、价格渐趋合理，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。从海水中取得淡水的过程谓海水淡化。     

二维二硫化钼的制备及光催化性能研究进展

二维二硫化钼(MoS₂) 因其具有良好的化学稳定性、较大的比表面积及多活性位点等优异特性被广泛应用于光催化领域。介绍了MoS₂的结构和性能,MoS₂作为光催化材料的应用及提高光催化活性的方法,MoS₂的几种制备方法及各种方法的优缺点。并对未来的发展进行了展望,指出了寻找合适的制备方法所面临的挑战。     

反渗透技术在海水淡化工程中的应用

淡水资源短缺已经成为世界性的难题,各个国家和地区加强海水淡化的研究,采用技术不断提高海水有效利用率,从而缓解水资源短缺现状。反渗透海水淡化技术是一种高效、节能、先进的液体分离技术,已作为重要的主流技术应用在脱盐领域,其突出的特点是成本低。本文论述了反渗透技术和反渗透海水淡化工艺,着重介绍了目前反渗透海水淡化技术的国内外工程应用现状,并提出了对我国反渗透海水淡化技术未来发展的看法。     

海岛地区海水淡化的开发和应用

海水淡化技术是解决海岛普遍存在的淡水资源短缺问题的重要手段。该文介绍了传统海水淡化技术和可再生能源海水淡化技术在我国海岛上的应用情况;以5 m^3/d海岛海水淡化装置作为应用实例进行了分析研究;研究了海岛海水淡化的工艺选择和可再生能源的不稳定性问题;概括了海岛海水淡化的发展趋势;最后提出了海岛海水淡化发展过程中存在的问题及对策建议。     

海水脱盐技术综述

世界人口的增长使淡水的供应紧张。为了缓解淡水供应的压力，海水脱盐受到普遍重视。本义讨论海水脱盐的基本原理，包括已商业应用的热脱盐和膜脱盐技术、脱盐和发电的关系以及脱盐的经济性问题。     

MoS2光电催化剂活性位点的优化和效能研究进展

MoS₂是一类典型的后石墨烯二维材料,具有优异的光电性能及良好的化学稳定性,是近年来被广泛研究的一类新型光电催化剂,有关其催化活性位点的构效关系和反应机理是目前的研究热点。本文介绍了MoS₂的结构特性和活性位点分布,重点归纳分析了近年来有关MoS₂活性位点的构筑方法,包括利用降低维度、晶相调控、特殊形貌设计和非晶化等方法对MoS₂本体进行改造,以及采用原子掺杂、缺陷工程的方式对MoS₂进行协同修饰。通过对催化性能及反应机理的研究,表明这些方法能有效提高MoS₂的催化性能。最后,结合研究现状对目前存在的挑战和研究方向进行了分析总结,指出在MoS₂上构造有序分布的活性位点并平衡其稳定性以及催化性能的构效关系是未来MoS₂在光电催化领域中的研究重点。     

海水淡化工艺装备研发现状

随着全球淡水资源紧缺区域增多，在过去的数十年里淡化海水因其来源广且不受降雨影响，而成为解决淡水短缺的可行方案，并得到越来越多关注和发展。海水淡化工艺（即脱盐）将海水分为两部分：淡水和高浓度的盐水。虽然海水淡化的工艺装备和支撑技术已经相当成熟，但为了不断提高技术并降低成本，国内外进行了大量的研究。该文概述了海水淡化主流技术的研究现状、工程项目以及新工艺。另外归纳了海水淡化工艺装备存在的一般问题，结合“十二五”规划，指出了海水淡化的研究方向。     

海水淡化技术现状及展望

简要介绍了各种海水淡化技术,分析了传统和新型海水淡化技术的发展现状及存在的问题.指出发展具有抗污染性强、高膜通量和 NaCl 截留率高特性的膜分离海水淡化技术和集成海水淡化技术是未来海水淡化技术的发展方向.     

中国海水淡化工程进展

本文介绍了中国已建成投产海水淡化装置的数量、产量及各种淡化方法所占比例。到目前为止,海水淡化技术主要应用于沿海岛屿和沿海地区电力、化工等企业。随着海水淡化技术的发展和应用规模的扩大,淡化水生产成本将与市政供水价格接近,海水淡化技术将不仅用于沿海岛屿和企业供水,而且将大规模地应用于市政供水。     

高回收率反渗透海水淡化工艺

目前反渗透海水淡化的回收率小于40％。本文研究开发死端超滤预处理技术和反渗透一纳滤联合脱盐相结合的膜集成海水淡化新工艺,与传统工艺比较,具有装置体积小,产水回收率高等优点。文章介绍了采用新工艺的海水淡化装置样机的试制情况及现场运行结果。沿岸海水为料液,操作压力1为5．1MPa条件下,操作压力2为2.0MPa条件下,装置脱盐率99．21％,产水量3971.3L/h,产水回收率55％。海水淡化装置对海水中Ca^2 、Mg^2 、Na^ 、HCO3^-、Cl^-、SO4^2-、TDS,总碱度,总硬度的脱除率分别为99％,99．6％,99．21％,95％,99．35％,98．48％,99.21％,95％,99．42％。     

Comparison of solar thermal technologies for applications in seawater desalination

This paper deals with a global analysis of the use of solar energy in seawater distillation under Spanish climatic conditions. Static solar technologies as well as one-axis sun tracking were compared. Different temperature ranges of the thermal energy supply required for a desalination process were considered. At each temperature range, suitable solar collectors were compared in some aspects as: (1) fresh water production from a given desalination plant; (2) attainable fresh water production if a heat pump is coupled to the solar desalination system; (3) area of solar collector required for equivalent energy production. Results showed that direct steam generation (DSG) parabolic troughs are a promising technology for solar-assisted seawater desalination.     

太阳能膜蒸馏系统进展与展望

海水淡化技术可有效解决现有的淡水资源短缺等问题,但受限于高成本、高能耗、低热效率等因素,传统海水淡化工艺难以进一步推广。近年来,太阳能海水淡化作为一种高效低廉的海水淡化技术正逐渐进入人们的视野,其中,太阳能膜蒸馏技术更是凭借着适用范围广、蒸发效率高、能耗低、成本低廉等诸多优点为众多学者所青睐。各国学者从宏观的系统结构到微观的光热材料等方面展开了大量的工作。但由于膜蒸馏固有的温度极化以及膜污染等问题,太阳能膜蒸馏技术仍然处于发展瓶颈中。本文按照太阳能引入膜蒸馏装置位置的不同,对现有的诸多太阳能膜蒸馏系统进行分类,并针对各类太阳能膜蒸馏系统的发展现状和技术瓶颈进行详细阐述。探讨了当前太阳能膜蒸馏技术的局限性及未来的挑战,以期为太阳能膜蒸馏系统的进一步发展及应用提供参考。     

面向水处理与有机溶剂回收的太阳能界面蒸发系统与材料

海水淡化是缓解全球淡水资源短缺的重要途径,但传统海水淡化技术受限于过大的能源消耗,而太阳能界面蒸发技术因高蒸发效率、可持续性和低成本等优点引起了人们极大的关注。太阳能界面蒸发技术利用光热转换材料将光捕获并高效地转化为热能,随之将热量传递给水分子将其蒸发收集而实现净化。本文综述了近年太阳能界面蒸发系统结构设计的演变,总结了新兴的光热材料如金属基等离子体材料、碳基材料、半导体材料、生物质材料等在海水淡化、污水处理等方面的研究,并基于系统设计理念提出了太阳能蒸发技术应用于有机溶剂纯化领域的可能性。在此基础上,对太阳能界面蒸发技术的前景和面临的挑战进行了总结,提出了太阳能界面蒸发技术与蒸汽发电、光催化、光解水产氢等多种技术的耦合。     

二硫化钼基全pH电催化析氢材料研究进展

电解水作为一种绿色制氢技术备受关注,设计开发适用于全pH（pH=0~14）介质的高效、低廉的电催化剂,可实现减少能耗、简化装置构建和优化生产工艺。二硫化钼具有电子结构的可调性以及除贵金属外最合适的热力学活性,是极具前景的析氢材料之一。通过综述二硫化钼基全pH析氢材料的研究现状,涉及本征二硫化钼物性调节策略以及原子掺杂的表面工程和界面工程调制,阐明了相应的催化增强机制,揭示了制备全pH范围兼具活性和高电流稳定性的催化剂是电催化材料的发展趋势,并提出激活多级结构二硫化钼材料惰性基面、提高材料整体导电性、精准锚定单原子以及包覆多孔碳是设计高效全pH催化剂的根本策略。