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納米“彈簧”彈走水中塑料

時(shí)間:2020-05-26 06:02 閱讀:3107 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

????????目前,大量塑料垃圾流入河流和海洋,嚴(yán)重威脅環(huán)境,并破壞動(dòng)物、人類和生態(tài)系統(tǒng)的健康。那么,如何清除水中的塑料微粒同時(shí)又不傷害微生物呢?近日,澳大利亞研究人員開發(fā)出一種新方法,他們利用微螺旋狀碳基磁性材料制成一種“彈簧”,可有效清除水中的塑料。

????????“塑料微粒在水中吸附了各種有機(jī)和金屬污染物,水生動(dòng)物一旦誤食,這些有害物質(zhì)就會(huì)釋放到它們體內(nèi),并在食物鏈中層層積累。而高穩(wěn)定性的碳納米彈簧則可以促使這些塑料微粒分解成更小的化合物,以避免它們威脅海洋生態(tài)系統(tǒng)。”澳大利亞阿德萊德大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院教授表示。

????????現(xiàn)行的塑料微粒處理工藝使用的主要是活性氧,活性氧是一種不穩(wěn)定的化學(xué)物質(zhì),遇到長(zhǎng)鏈有機(jī)分子時(shí)會(huì)發(fā)生鏈反應(yīng),將這些長(zhǎng)鏈分子“切割”成可溶于水的無(wú)害小分子。但活性氧的制備過程通常要用到鐵、鈷等重金屬,而這些重金屬本身就會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。

????????為了解決這個(gè)問題,團(tuán)隊(duì)提出了一種更環(huán)保的方案:使用含氮的碳納米管材料催化活性氧的合成。這種彈簧狀碳納米管催化劑在8小時(shí)內(nèi)就能清除水中大部分的塑料微粒,而且在分解塑料微粒所需的苛刻氧化條環(huán)境下仍保持穩(wěn)定。螺旋碳納米管結(jié)構(gòu)一方面讓催化劑更加穩(wěn)定,一方面也實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)面積的最大化。此外,這種碳納米管內(nèi)部還含有少量錳(錳被置入碳納米管深處,以免與水接觸),因而具有磁性。

????????“讓碳納米管具有磁性可謂好處多多,這樣當(dāng)它真正用于環(huán)境修復(fù)時(shí),就很容易從各種廢水中回收,然后重復(fù)利用。”該項(xiàng)目的聯(lián)合負(fù)責(zé)人、阿德萊德大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院研究員說(shuō)。

????????不過,塑料微粒各種各樣,所以該團(tuán)隊(duì)未來(lái)計(jì)劃確保這種螺旋碳納米管催化劑適用于各種形狀、成分和來(lái)源的塑料微粒;同時(shí)他們還計(jì)劃嚴(yán)格檢查該催化劑分解塑料微粒時(shí)產(chǎn)生的中間體或副產(chǎn)物,保證它們是無(wú)毒的。

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