基于離子濃差極化的立體式海水淡化微流控器件研究

黃海寧+高少斌+李鑫+陳宏+葛立凱

摘 要 海水淡化是解決人類淡水資源匱乏的一個重要途徑。現(xiàn)有的海水淡化技術(shù)存在設(shè)備體積大、海水淡化成本高等問題。本研究采用聚二甲基硅氧烷（PDMS）制備了基于離子濃差極化原理的海水淡化器件，采用鹽溶液模擬海水，進(jìn)行鹽離子和水分子分離的研究。研究了不同的外加電壓、鹽溶液在通道中的流動速度、鹽溶液通道深度和Nafion納米通道的深度等實(shí)驗條件和結(jié)構(gòu)參數(shù)對微流控器件分離鹽離子和水分子的影響。對微流控器件的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。實(shí)驗結(jié)果表明，采用外加電壓為25 V、鹽溶液流速為4 μL/min、鹽溶液通道深寬比為1∶20、Nafion納米通道深度為450～500 μm的微流控器件進(jìn)行鹽溶液分離，除鹽率可達(dá)到99%。研究結(jié)果對于開發(fā)新型高效、低能耗的海水淡化器件有重要的指導(dǎo)意義。endprint