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爱尔兰发明简易净水器 只靠阳光就能净水

科普小知识2022-07-11 16:42:12
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科学日报(记者常立军)环境水中有许多痕量污染物,如洗涤剂、染料、农药、除草剂和药物,而常规的废水处理程序如吸附、氧化、紫外线照射和生物分解只能去除其中的一部分。最近,爱尔兰都柏林城市大学的一个研究小组向美国化学协会第247届全国会议提交了一份报告,称他们已经生产出一种简单易用的净水器,它可以通过阳光和普通二氧化钛完全分解水中的有机化合物,给农村地区和发展中国家的人们带来好处。

都柏林城市大学的安妮·莫里斯博士解释说,改进目前的水处理方法以去除可能的有害物质是昂贵的,并且消耗大量的能量,并且可能无法完全去除这些污染物。然而,通常用于增白涂料、纸张、牙膏、食品和其他产品的二氧化钛粉末,可以用作催化剂来促进化学反应——在一定能量下分解饮用水中的农药、药物和其他有机化合物。

根据物理学家组织网络3月17日(北京时间)的报道,该研究小组对不同形状的二氧化钛进行了实验,如纳米粒子、纳米管、纳米线和纳米介孔珠。最后发现,纳米管二氧化钛能够更好地吸收可见光,因此具有最佳的阳光激活效果。他们选择石墨烯片作为载体,将二氧化钛纳米管和石墨烯片结合在一起。当污染物通过这个混合层时,它们被捕获在石墨烯的表面,二氧化钛可以通过与污染物的“密切接触”有效地分解它们。他们还成功地用双氯芬酸和其他药物验证了该系统的效果。

“我们正在研究这种石墨烯混合物是否可以装在盒子里,作为饮用水处理的一个步骤。”莫里斯说。盒式系统还可以固定石墨烯,这样污染物就不会泄漏到干净的水中。“将来,你可以在市场上买一个这样的盒子,然后直接放入饮用水管道。”

然而,莫里斯也指出,仅仅这一步还不足以完全净化饮用水。这只是常规水处理工艺后的进一步净化,以消除最困难和隐藏的污染物。这项新技术将来可能会被用作一种简单的消费品来去除水中顽固的污染,并作为净化水的最后一步。

莫里斯说,在二氧化钛-石墨烯系统宣布成功之前,仍有许多问题需要解决,例如确保污染物分解过程中产生的副产品是无害的,以及确保系统所需的能量大致相当于简单地用紫外线照射二氧化钛。

总编辑圈

当二氧化钛遇到阳光时,一种简单的组合实际上成为了一种极好的水净化解决方案。关键是它仍然便宜。作为世界领先的二氧化钛生产商,中国目前的报价约为1.3万元/吨。与其他水处理产品相比,比如反渗透膜,它的价格是几千元,用它制成的“阳光净水盒”可能真的卖“白菜价”。值得一提的是,这一技术在农村地区将更加有用——城市水处理厂没有大型设备,几十户家庭通常由小型水处理器供水。“阳光净水箱”价格低廉,使用简单,将成为农村饮水安全的保障。(原标题:新型催化剂只能用阳光净化水)