文献综述
在过去几十年中，由于人口增长、气候变化以及工业活动、农业和市政用途中对水的需求增加，缺水的国家数量显著增加。如今，淡水的供应被公认为全球战略相关性问题。而地球上的水总量巨大，为 13.86 亿km3，但 96.5%为盐分高的海水，其他分布在陆地、大气和生物体中，其中大多数储存在冰川、雪盖和 750m 以下的地底，可供人类取用的河水、湖水和地下水仅约占 0.2%。因此，利用海水淡化生产饮用水是最可靠、最经济的可持续方式。
海水淡化（海水脱盐）是分离海水中盐和水的过程。目前，常用的海水淡化方法有反渗透法(RO)，多效蒸馏法(MED) , 多级闪蒸法( MSF)，压汽蒸馏法（VC）。后三者属于热蒸馏方法，具有技术成熟、运行可靠、装置产量大等优点，但能耗偏高。而反渗透法是利用半透膜特性，使海水通过半透膜，分为淡水侧和海水侧.从而实现海水淡化，具有投资低、能耗低等优点，但海水预处理要求高，且需要外加压力，这对膜材料的强度要求比较苛刻，目前主要是采用复合膜的技术，生产成本较高。作为近年出现新型水处理技术——膜蒸馏（MD）水处理技术，力图避开生产和运行成本等方面的不利因素，开发膜蒸馏以及膜蒸馏与其他膜过程集成技术，直接利用太阳能、地热及废热等低品位热源，有望大大降低海水淡化成本。
膜蒸馏（MD）水处理技术是将膜分离与热蒸馏过程结合在一起的新型分离技术，可用于海水和苦咸水淡化等领域。它采用疏水微孔膜以膜两侧蒸汽压力差为传质驱动力。其原理为多孔疏水膜可将温度不同的两种料液隔开，在膜两侧蒸汽压力的作用下，挥发性组分以蒸汽形式通过膜孔，从膜热侧到达冷侧。与传统分离技术相比，膜蒸馏过程无传统蒸馏过程的雾沫夹带与液相反混的问题 ，组件的结构紧凑,，易于大型化,，操作温度低,，无需加热至沸点，只要膜的两侧保持适当的温差即可运行。这种运行的模式可直接利用太阳能的光热转换而实现，从技术角度看，其关键在于转化效率和蒸发膜使用寿命。
用太阳能的光热转换实现海水蒸发，蒸发效率主要受温度和供热两个因素。一方面，对于温度，利用太阳能光照，水体吸收温度越高，转化效率越高。另一方面，对于供热，在利用太阳能自然蒸发下往往面临着水体量过大，而受热面积只是容器水体表面，从而导致蒸发效率低。因此，如何提高光热转换效率对直接利用太阳能光热转化进行海水淡化水处理技术具有重要的研究价值。注意到光热转换的本质在于膜物质对于自然光的吸收，而宽谱吸收的活性炭是较为有利的选择。因为活性炭的多空结构有利于毛细效应的产生，从而有效控制加热的水体总量。但在实际的应用中，由于水体中细菌和大生物分子的存在，常常会带来毛细孔道的堵塞及大分子在膜上的结垢，从而降低膜的使用寿命。因此，控制细菌的存活和大分子吸附是实际应用中的另一个重要问题，世界各国对此都开展的各种研究。其中，利用纳米粒子的光催化性能是一个主流的方案，各种纳米粒子（包括TiO2、ZnO等半导体和Au、Ag等金属纳米粒子）和活性炭的复合材料相继出现，并都取得一定的进展。在各种金属纳米粒子中，纳米银是较为成熟且相对价格低廉的材料，在具备一定的光催化的同时，还具有可调的表面等离激元耦合的特点，能够形成SPP共振并最终转化成热能。在这种模式下，纳米Ag有望成为蒸发膜中的局部热点，增加膜的热差驱动，从而抑制毛细通道的堵塞。就目前而言，专门针对纳米银/活性碳材料蒸发膜研究及其蒸发效率的研究还很少见。因此，研究纳米银/活性碳材料蒸发膜及其蒸发效率对实现太阳能膜蒸馏海水淡化提高其转化效率具有十分重要的研究意义。
参考文献：
[1]郑智颖,李凤臣,李倩,王璐,蔡伟华,李小斌,张红娜.海水淡化技术应用研究及发展现状[J].科学通报,2016,61(21):2344-2370.
[2]占力,王伟平,贺加伦,曹艺严,孔丽晶,郑晅丽,尹君,吴志明.一种Ag纳米粒子嵌入的复合材料制备与光催化性能研究[J].科技与创新,2016(07):7-9.
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