傳統蒸餾膜的海水淡化性能因穩定性和能源效率不足而受到限制，阻礙了其在可持續水生產中的應用。
在此，香港中文大學Qingbin Zheng，Qingbin Zheng，香港大學Chuyang Tang，萊斯大學Menachem Elimelech報道了一種具有太陽能熱功能的陶瓷碳Janus膜，用于提高高鹽水處理的海水淡化性能、能源效率和穩定性。
文章要點
1）該Janus膜的原料側和滲透側設計有不同的性能，例如可濕潤性、導電性和太陽熱轉化率，以提高性能。
2）研究人員證明，該膜比大多數現有的聚合物太陽熱蒸餾膜具有更高的太陽熱效率（66.8-68.8%）和水通量（3.3-5.1 L m-2 h-1）。模擬結果將性能的增強歸因于膜表面溫度的增加，從而減輕了溫度極化和衰減，從而增強了海水淡化的驅動力。
3）納米碳膜表面通過誘導從自由水到中間水的轉變來加速水的蒸發，并具有降低的鍵合和較低的蒸發能壘。水蒸氣分子通過克努森擴散和粘性流的組合機制通過膜孔傳輸。即使對于海水和高咸水，該膜也由于其抗結垢表面和穩定的界面溫度而表現出穩定的水通量和鹽排斥性。
這項工作為合理設計下一代Janus膜以實現可持續水凈化提供了策略。
參考文獻
Dong, Y., Violet, C., Sun, C. et al. Ceramic-carbon Janus membrane for robust solar-thermal desalination. Nat Commun 16, 2659 (2025).
DOI：10.1038/s41467-025-57888-2
https://doi.org/10.1038/s41467-025-57888-2
