科學家提出帶電納米碳技術:能提高汙水有毒重金屬清除效率

2020-11-30 騰訊網

工業廢水中有毒金屬的存在使得廢水處理成為了一項艱巨的任務，這些被汙染的液體能夠汙染地下水供應數年甚至數十年時間。對此，日本名古屋大學的科學家們提出了一項新技術，即利用帶電納米碳化物實現更有效的重金屬離子過濾。

納米碳化物是一種微小的碳基材料，由於可以通過分子力跟鉛、汞等重金屬離子結合，因此在水淨化應用中表現出非常好的發展潛力。然而這種吸附力非常微弱，所以名古屋大學的科學家們嘗試找到增加這種力的方法。於是他們想到往納米碳化物中加一些分子如能跟金屬形成更強化學鍵的氨基。研究小組對這種可能性展開了研究，他們將苯酚作為碳材料並將其跟一種叫做APTES的化合物混合作為氨基。

這些成分被放置在一個玻璃容器中然後在高壓電流下暴露20多分鐘，最終氨基基團均勻地分布在納米碳的表面。

名古屋大學材料科學家Nagahiro Saito表示：「我們的一步法可以促進多孔納米碳管內外表面氨基的結合。相比納米碳本身這大大增加了它們的吸附能力。」

隨後，研究小組在實驗中測試了這種納米碳化物並將其性能跟其他通過傳統方法生產的碳化物進行了比較。其中，帶電納米碳的吸附能力最高。在另一項實驗中，研究小組將納米碳化物跟銅、鋅、鎘等金屬離子進行了10次吸附循環，結果發現，儘管納米碳化物的性能每次都在下降，但下降幅度非常小，這表明納米碳化物具有很高的可重複使用性。

Saito稱：「我們的處理方式可以幫助降低水淨化的成本，從而使我們更接近於在2030年實現所有人都能獲得安全和負擔得起的飲用水的目標。」

相關研究報告已發表在《ACS Applied Nano Materiasl》上。

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