Нанопористые мембраны — ключевой элемент в современных системах очистки воды. Однако их долговечность и эффективность при удалении солей остаются важными проблемами для промышленных приложений. Ученые МГУ разработали новые мембраны, которые значительно превосходят существующие аналоги.
«Мы исследовали первапорацию через мембраны, модифицированные оксидом графена и MXene, и обнаружили, что такие материалы не только более эффективны, но и значительно устойчивее при длительной эксплуатации», — объясняет руководитель исследования, доцент факультета наук о материалах МГУ Андрей Елисеев.
В ходе работы ученые исследовали транспорт жидкость-газ через мембраны с диаметром каналов от 25 до 200 нм. Эксперименты охватывали первапорацию воды, спиртов и углеводородов при различных давлениях насыщенных паров. Результаты показали, что мембраны с селективным слоем оксида графена и MXene сохраняют высокую эффективность при удалении солей и могут работать на протяжении длительного времени.
Графическое резюме исследования. Источник: S. Podgolin et al. / Desalination, 2024
Мембраны продемонстрировали высокую нагрузочную способность и стабильность, что делает их отличным выбором для применения в системах опреснения и фильтрации воды. Особенно значимо открытие роли охлаждения зоны испарения, которая влияет на эффективность процесса и открывает новые горизонты для улучшения технологии.
«Эта разработка значительно улучшает долговечность мембран и помогает решать проблемы с нехваткой пресной воды, — отмечает участник исследования, доцент факультета наук о материалах МГУ Андрей Поярков. — Теперь мы планируем масштабировать технологию и адаптировать ее для промышленного производства».
