作者:宗华 来源:中国科学报 发布时间:2015/12/29 9:39:22
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快速廉价过滤材料问世

 

图片来源:Mgkaya/iStockphoto

和水龙头过滤网中的活性炭相比,一种新的过滤材料可能更善于将污染物从水中过滤掉,并且可能更便宜,也更容易清洗。如果它能被开发成一种成功的技术,这种新材料或许有助于移除水源中的有机小分子,比如同破坏环境和健康风险存在关联的一些塑料制造的副产品——双酚A(BPA)。

“这着实令人激动。”并未参与此项研究的美国南加州大学环境化学家Susan Richardson表示,“这看上去很有前途。我还没发现有负面影响。”

这种新材料是由康奈尔大学有机化学家William Dichtel和同事研制出来的。它是一种β-环糊精聚合物,而这意味着它由长链重复分子构成。这种基本的分子单元包含两种主要碎片:环糊精和被称为四氟对苯二腈的六元碳环。前者是呈圆环状排列的糖分子,而糖的羟基垂直于圆环平面。它们的粘合力此前曾被研究过,比如将发出臭味的分子困在能抵消臭味的空气清新剂喷雾中。为创建过滤材料,科学家将两种成分放在碳酸钾和四氢呋喃的溶液中加热,以便将两种类型的分子以坚硬的链条连接在一起,并且创建了多孔3D晶格。

随后,研究人员测试了新材料,发现其远胜于现有过滤材料。科学家让被BPA污染的水样本流过新的多孔环糊精以及3种现有活性炭和2种非多孔环糊精聚合物。多孔环糊精聚合物仅在10秒内便达到其吸附能力的95%,其他材料则至少需要30分钟才能达到最大吸附能力。而且,表现第二好的材料在最初10秒内仅达到其吸附能力的53%。研究人员日前在《自然》杂志网络版上报告了这一成果。

科学家表示,此项研究让β-环糊精成为迄今发现的BPA最快速移除者。同时,和现有材料相比,该聚合物还能吸收多种其他有机小分子。

“我们早就知道如果成功了,水过滤将是一种可能的应用。”Dichtel表示,“对于这种材料表现如此之好,我们确实喜出望外。”(宗华)

《中国科学报》 (2015-12-29 第2版 国际)
 
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