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新加坡南工研发二氧化钛纳米纤维并获专利

2013-03-21 浏览联合早报

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3月21日消息，新加坡南洋理工大学南大土木与环境工程学院副教授孙德来率领的研究小组，研发一种二氧化钛纳米纤维，并成功申请到专利权。

据悉，该二氧化钛滤膜，不但能有效滤水还能省电，新滤膜系统的用电量比现有塑料滤膜系统少一半。

　　新滤膜在滤水过程中也能产生可用做燃料的氢气，可说是一举数得。

　　提炼自泥土的二氧化钛（titanium dioxide）看似普通，但在太阳光灯的照射下，它能把水分解成氢气和氧气。此外，二氧化钛还有亲水（hydrophilic）和杀菌的特质。

　　新纤维用途广，可用于滤膜、无菌纱布和延长锂电子（Lithium）电池的寿命等，但最引人瞩目的是滤膜的特殊效能。

　　研究员在塑料滤膜内加入这种纳米纤维，为滤膜增添亲水特质。他们发现，用新滤膜处理污水，过程比现有系统更简单快速。

　　在一般污水处理过程中，污水必须经过初步沉淀、加入氧气分解生物组织和二次沉淀这三个步骤后，才能进行第一次过滤。过滤方法包括微过滤（microfiltration）和超滤（ultrafiltration）。接着，用反向渗透薄膜（reverse osmosis）过滤第二次，再用紫外线消毒成为新生水。

　　孙德来认为，若第一次过滤使用效率高的二氧化钛滤膜，就可跳过氧气分解生物组织和二次沉淀的步骤。

　　他说：“水能很快速通过二氧化钛滤膜，流速比普通滤膜快一两倍。水压也从25巴（bar）减至2巴。”

　　这样一来，推动水压的电力减半，而简化后的新系统可省下30％的费用。滤水时，滤膜上的二氧化钛在太阳光灯的照射下，能把水分解成氢气和氧气。

　　研究显示，0.5克的二氧化钛纤维，每小时可生产1.53毫升的氢气，比经常用来生产氢气的白金多出两倍。若能以这项技术大量生产氢气，有望大大降低氢气燃料的价格，促使更多人使用氢气汽车。

　　新滤膜也适用于正向渗透（Forward Osmosis）。孙德来指出，一般上，海水淡化后剩下的盐溶液在稀释后被排入大海。他建议调整滤膜的二氧化钛含量，以更快速度过滤盐溶液的盐分，让干净水流入另一个水缸。水缸空间有限，水又源源不绝流入，渐渐形成巨大水压，然后利用水压推动涡轮发电。

　　研究小组正同公用事业局和几家公司商谈进一步发展这项技术，并推出市场的可行性。

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