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碳納米管變身彈簧,“彈”走水中塑料!
2019年08月12日 發布 分類:粉體入門 點擊量:683
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大量的塑料垃圾已成為河流和海洋的主要污染源,威脅著動物、人類及生態系統的健康。為了除去水里的塑料垃圾,澳大利亞研究人員開發出一種新方法,利用微螺旋狀碳基磁性材料制成一種“彈簧”,用以清除水中的塑料顆粒,相關研究近日已發表在《物質》上。

現行的塑料微粒處理工藝使用的主要是活性氧,活性氧是一種不穩定的化學物質,遇到長鏈有機分子時會發生鏈反應,將這些長鏈分子“切割”成可溶于水的無害小分子。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對環境造成污染。

為了解決這個問題,研究團隊提出一種更環保的方案: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小時內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境下仍保持穩定。螺旋碳納米管結構一方面讓催化劑更加穩定,一方面也實現了反應面積的最大化。此外,這種碳納米管內部還含有少量錳(錳被置入碳納米管深處,以免與水接觸),因而具有磁性。

 

反應兩小時后,塑料微球和碎片的表面形貌(圖片來源:《物質》)

“讓碳納米管具有磁性可謂好處多多,這樣當它真正用于環境修復時,就很容易從各種廢水中回收,然后重復利用。”該項目的聯合負責人、阿德萊德大學化學工程學院研究員段曉光說。

不過,塑料微粒各種各樣,所以該團隊未來計劃確保這種螺旋碳納米管催化劑適用于各種形狀、成分和來源的塑料微粒;同時他們還計劃嚴格檢查該催化劑分解塑料微粒時產生的中間體或副產物,保證它們是無毒的。

來源:中國科學報


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