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中國西北農林科技大學的科學家開發出一項創新技術,能從海水中提取并收集硼元素。 硼是一種輕質元素,被用來作為中國部分先進高超音速武器超燃沖壓發動機(scramjet)的固態燃料。
《南華早報》8日報道,釹、鐵、硼稀土磁鐵在工業與軍事領域應用廣泛,在當前關鍵礦產貿易的緊張局勢下備受關注。 這類高性能稀土磁鐵除了需要釹與鐵之外,制造過程也必須使用硼,因此在全球供應鏈中,這三種元素的穩定供應具有重要的戰略意義。
中國是全球硼需求最大的國家,但并非主要生產國。 目前世界大部分硼礦是由土耳其和美國生產。 而海水中含有微量硼,傳統逆滲透海水淡化技術無法加以去除,甚至可能讓硼濃度濃縮,而長期飲用含硼的純水有害人體健康。
西北農林科技大學研究團隊11月7日發表在中國《科學通報》上的論文說,「太陽能驅動界面蒸發(SDIE)已成為一種新興的永續淡水生產技術」。 陜西省經濟植物資源開發利用重點實驗室團隊指出,近年來將選擇性吸附劑整合到SDIE系統中獲得進展,得以同時提取淡水與鋰、鈾、銫等珍貴元素。 在這項研究啟發下,團隊設計出一套功能強大的單一系統,利用太陽能同時從海水中提取淡水與硼。
研究團隊研發出一種名為MMS的新型凝膠,以天然藻酸鈉為基底,混入高科技化合物MXene與氧化鎂(MgO)。 其中MXene是具有類石墨烯結構的二維過渡金屬碳化物納米材料,以極高的光熱轉換效率著稱,在陽光照射下,可顯著提升凝膠蒸發效率; 而氧化鎂則作為高效吸附劑,能專門捕捉并留住海水中的硼。
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