11549.基于離子濃差極化原理的微流控海水淡化芯片研究

1、廈門大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學位論文是本人在導師指導下，獨立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個人或集體已經發(fā)表的研究成果，均在文中以適當方式明確標明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學研究生學術活動規(guī)范(試行)》。另外，該學位論文為()課題(組)的研究成果，獲得()課題(組)經費或實驗室的資助，在()實驗室完成。(請在以上括號內填寫課題或課題組負責人或實驗室名稱，未有此項聲明內容的，可以不作特別聲明。)聲明人。簽孫勃乞舢≯c年s

2、月7／／，弋廈門大學碩士論文摘要全球淡水資源匱乏受到越來越多的國家的重視，特別是一些水資源短缺的國家和地區(qū)。海水淡化被認為是獲得淡水資源的最佳途徑之一?，F如今海水淡化方法發(fā)展較為迅速，其中主流技術有反滲透法、電滲析法以及蒸餾法等。雖然上述三種方法發(fā)展較早，技術相對成熟，但能耗大、運營成本高，需要搭建大型配套設備且不便移動不易全球推廣，特別是在欠發(fā)達國家。在淡水資源短缺急劇嚴重的今天，尋找一種低能耗、成本低、便攜式、使用壽命長、易于市場推

3、廣、適合家庭以及個人使用的新型海水淡化裝置迫在眉睫，本文研究設計的利用微流控芯片進行海水淡化的系統正好就符合上述要求。本文研究所設計的海水淡化微流控芯片系統，是基于電場作用下流體流經離子選擇性通道時在通道兩側所產生離子濃差極化(ICP)現象而設計的，芯片系統中包含有海水入口通道、濃縮海水出口通道、淡水出口通道、帶有納米結構的通道和緩沖溶液通道。芯片工作時，由淡水通道、納米結構通道和緩沖溶液通道所形成的離子耗盡區(qū)將海水中的離子排入濃縮海水

4、通道，從而實現了海水中鹽分和淡水的分離。在實驗中，設計了平面型與立體式兩種不同結構的微流控芯片分別用于驗證芯片的有效性和檢測芯片的淡化率。使用01mM的熒光素鈉溶液代替海水(便于實驗中的觀察與檢測)，通過改變電壓、流速和納米通道等條件，對芯片所需的多個實驗條件進行了探索和優(yōu)化，得到立體式海水淡化芯片系統的最佳淡化條件(淡化率平均95％左右，最高達到97％)。最后，本文提出了下一步實驗研究計劃及展望——將該單元芯片集成在一個更大的淡化系統