快速廉價過濾材料問世
2015-12-30 來源:中國聚合物網
和水龍頭過濾網中的活性炭相比,一種新的過濾材料可能更善于將污染物從水中過濾掉,并且可能更便宜,也更容易清洗。如果它能被開發成一種成功的技術,這種新材料或許有助于移除水源中的有機小分子,比如同破壞環境和健康風險存在關聯的一些塑料制造的副產品——雙酚A(BPA)。
“這著實令人激動。”并未參與此項研究的美國南加州大學環境化學家Susan Richardson表示,“這看上去很有前途。我還沒發現有負面影響。”
這種新材料是由康奈爾大學有機化學家William Dichtel和同事研制出來的。它是一種β-環糊精聚合物,而這意味著它由長鏈重復分子構成。這種基本的分子單元包含兩種主要碎片:環糊精和被稱為四氟對苯二腈的六元碳環。前者是呈圓環狀排列的糖分子,而糖的羥基垂直于圓環平面。它們的粘合力此前曾被研究過,比如將發出臭味的分子困在能抵消臭味的空氣清新劑噴霧中。為創建過濾材料,科學家將兩種成分放在碳酸鉀和四氫呋喃的溶液中加熱,以便將兩種類型的分子以堅硬的鏈條連接在一起,并且創建了多孔3D晶格。
隨后,研究人員測試了新材料,發現其遠勝于現有過濾材料。科學家讓被BPA污染的水樣本流過新的多孔環糊精以及3種現有活性炭和2種非多孔環糊精聚合物。多孔環糊精聚合物僅在10秒內便達到其吸附能力的95%,其他材料則至少需要30分鐘才能達到最大吸附能力。而且,表現第二好的材料在最初10秒內僅達到其吸附能力的53%。研究人員日前在《自然》雜志網絡版上報告了這一成果。
科學家表示,此項研究讓β-環糊精成為迄今發現的BPA最快速移除者。同時,和現有材料相比,該聚合物還能吸收多種其他有機小分子。
“我們早就知道如果成功了,水過濾將是一種可能的應用。”Dichtel表示,“對于這種材料表現如此之好,我們確實喜出望外。”
“這著實令人激動。”并未參與此項研究的美國南加州大學環境化學家Susan Richardson表示,“這看上去很有前途。我還沒發現有負面影響。”
這種新材料是由康奈爾大學有機化學家William Dichtel和同事研制出來的。它是一種β-環糊精聚合物,而這意味著它由長鏈重復分子構成。這種基本的分子單元包含兩種主要碎片:環糊精和被稱為四氟對苯二腈的六元碳環。前者是呈圓環狀排列的糖分子,而糖的羥基垂直于圓環平面。它們的粘合力此前曾被研究過,比如將發出臭味的分子困在能抵消臭味的空氣清新劑噴霧中。為創建過濾材料,科學家將兩種成分放在碳酸鉀和四氫呋喃的溶液中加熱,以便將兩種類型的分子以堅硬的鏈條連接在一起,并且創建了多孔3D晶格。
隨后,研究人員測試了新材料,發現其遠勝于現有過濾材料。科學家讓被BPA污染的水樣本流過新的多孔環糊精以及3種現有活性炭和2種非多孔環糊精聚合物。多孔環糊精聚合物僅在10秒內便達到其吸附能力的95%,其他材料則至少需要30分鐘才能達到最大吸附能力。而且,表現第二好的材料在最初10秒內僅達到其吸附能力的53%。研究人員日前在《自然》雜志網絡版上報告了這一成果。
科學家表示,此項研究讓β-環糊精成為迄今發現的BPA最快速移除者。同時,和現有材料相比,該聚合物還能吸收多種其他有機小分子。
“我們早就知道如果成功了,水過濾將是一種可能的應用。”Dichtel表示,“對于這種材料表現如此之好,我們確實喜出望外。”
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(責任編輯:xu)
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