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咸水脱盐是解决水资源短缺问题的一种重要手段。而现有脱盐技术存在二次污染或能耗较高的问题，限制了相关技术的推广应用。因此，研发出一种既高效又低能耗的吸附剂，成为区然雯团队近年来的一个研究目标。

 

研究团队发现，一种名为“螺吡喃”的物质在黑暗或者紫外光照射下可转化为具有正负两性离子的状态，并在可见光照下恢复原状。“螺吡喃”这种在黑暗状态下呈现的正负两性离子，正好可分别作为阴离子和阳离子的吸附位点，吸附去除水中的盐。

 

一种新型吸附剂的“灵感”由此而生——将“螺吡喃”分子固定于铝基金属有机框架中，充分利用它“遇暗变阴阳，遇亮则复原”的特性，借助光亮调节，完成盐离子吸附和析出的过程，从而实现咸水脱盐和循环使用的“双重目标”。

 

进一步的实验表明，在黑暗条件下进行“吸附”任务时，每克吸附剂可吸附2.88毫摩尔的盐离子。在光亮条件下执行“析出”任务时，吸附剂释放盐离子的时间将随光照强度不同而不同。数据显示，在夏日正午的强光下，吸附剂释放吸附的盐离子大约只需4分钟；在室内普通照明光线下，释放时间大约在2小时以内。实验还表明，该吸附剂在10个循环使用后仍然能够保持稳定的脱盐性能。

 

在提高脱盐效率和降低能耗方面，这款吸附剂也表现不俗。当使用目前广泛使用的反渗透膜法对2233毫克/升浓度的淡盐水进行脱盐时，淡水获得率为70%，每吨水需消耗0.38度电。相比之下，使用区然雯团队研制的这款吸附剂对同等浓度的淡盐水进行脱盐时，淡水获得率为88%，制备每吨淡水消耗0.11度电。

 

相关论文信息：{非本站网址}/10.1038/s41893-020-0590-x