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韩国开发出新吸附剂,可以有选择地去除水中污染物

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2018-07-03 14:11
来源:科技日报
互联网
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  韩国科学技术院(KAIST),能源、环境、水和可持续研究所的Cafer T. Yavuz教授和他的团队开发出一种新吸附剂,可以有选择地捕获水中的水溶性有机污染物。

  这种水处理吸附剂是氟基纳米多孔聚合物,可以选择性地除去水溶性小分子。它具有廉价和容易合成的优点,同时又具有可再生性。

  由于全球工业发展和气候变暖,水污染程度正在加剧。随着在农业和工业部门中新材料的生产和应用,排放出的污水和废水中的污染物类型也变得多样化。

  染料和杀虫剂这类的化学物质,有害程度非常高,因为它们是由小的和高度可溶的有机颗粒组成,这些物质在水处理过程中不能被完全去除,最终成为我们的饮用水。

  目前常规的水处理系统使用如活性碳,臭氧,和反渗透膜等工艺。然而,这些工艺的目的是去除具有较低溶解度的较大有机分子,去除高溶解度的极小分子非常困难。此外,这些小分子往往是带电粒子,因此在水中不容易被分离出来。

  研究团队的目标是利用新的吸附剂技术来去除这些小分子。

  为了去除水中的有机分子污染物,研究团队需要一种能吸附微小分子的吸附剂。这就需要引入一种化学作用,使这个过程能够选择性地吸附分子,而且吸附剂需要结构稳定,因为它将被用于水下。

  该研究团队开发了一种氟基多孔有机聚合物的吸附剂,满足上述所有条件。通过控制孔的大小,该吸附剂能够选择性吸附小于1-2纳米大小的水中小分子。

  此外,为了分离特定的污染物,吸附剂应该具备一种化学功能,如与目标材料的强烈互动的能力。氟,电负性最高的原子,能够与带电的水溶性有机分子产生强烈的相互作用。

  研究小组将氟掺入吸附剂中,使其能够比中性分子更快地将带电有机分子分离,速度提高8倍。

  由Yavuz教授的团队开发的吸附剂具有广阔的应用范围。它可以用于特定尺寸、带电粒子吸附的批量试验和柱状试验。

  Yavuz教授说:“氟所显示出的电荷选择特性有望应用在海水淡化或利用反渗透膜的水处理过程中”

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