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清潔空氣,水和土壤 25-8-2020

 

                隨著周遭環境空氣受到越來越多的污染,許多科學家正努力尋找一種簡便的氣體淨化方法。來自波蘭科學院物理化學研究所的Juan Carlos Colmenares,朝著實現這一目標邁出了一大步。他們找到了一種製造高效能反應性吸附劑的方法,該方法能夠達成低價且有效地淨化空氣。

                波蘭科學院研究人員指出:“該材料不僅可以吸收空氣中的有毒氣體,而且由於其光催化性能,因此可以將其分解成毒性較小的分子”,該小組生產的材料包括兩種非常便宜且易於獲得的化合物:二氧化鈦和氧化石墨。這兩種化合物廣泛被使用,並且對環境友善。該技術的創新之處在於使用超音波使得這兩種化合物(一種有機物和一種無機物)相互配合,有機物捕獲有毒顆粒,而無機物則通過光催化將其降解,超音波處理還可以顯著增強表面活性使得新材料具有化學特異性,可以提高對空氣中有毒物質的降解效率。由於超音波作用,顯著增強了分散性,而氧化石墨層則保留在二氧化鈦表面,最初研究人員計劃將這種材料作為士兵防毒面具的附加過濾層,或摻入衣服織物中,以保護士兵免受戰場上有毒氣體化學物質的侵害。而該複合物可以在有光線的時候達成光催化反應,或是附加有LED燈光即使在黑暗中也可以實現催化效果。

                儘管本發明原本設計目的是應用在戰場,但是其廣泛的和平應用價值更顯著。例如,可以為每天暴露於有毒蒸氣的工人提供工業防護服。只需適當地摻入毫克等級的反應物就足以達到保護的目的了。唯一的缺點是織物必須是人造聚合物,而不是天然棉或亞麻以便可以相互結合。除此以外科學家還必須找到一種方法,可以在洗衣服時將其材料更牢固地固定在載體織物上。我們知道,在環境中發現的近35%的微塑料來自合成服裝和水洗的亞麻布。研究人員並不希望該材料在清洗過程脫落進而污染了河流和海洋。研究的目標是希望能達成環保材質要求,而不僅僅是在降解空氣中有毒物質。根據發表在研究期刊上Chemical Engineering Journal數據顯示,如果進一步通過超音波處理,活性材料仍有機會快速且穩定地固定在棉和碳纖維織物上。

                如果材料本體進行適當的修改,則相同的技術不僅可以淨化空氣,更可以淨化水和土壤。 “我們尚未研究這些可能性,”科爾梅納雷斯教授說,“但這主要取決於我們是否將奈米材料安全地沉積在可能的未來載體/基底上。在淨化水中有毒物質時並不希望這些氧化物污染了水質,儘管理論而言TiO2和氧化石墨都不會對人類有毒性效應。

                如果可以順利解決奈米材料固定化問題,我們可以說其可應用性將無限寬廣。這種新材料可以使解決造紙和焦炭工業中的污水問題,甚至可以中和位於波羅的海深處的第二次世界大戰的劇毒殘留物:“目前,我們的目標是污水處理廠。“光催化和奈米複合材料可以處理環境微生物無法達成的目標。而對土壤的有毒物質處理而言,光催化是最大的挑戰,但是,若能通過適當的混合,光照和適當的光催化劑,將可以達到去除土壤中除草劑或農藥殘留的目的,希望這項發明技術可以為我們所有人追求更好,更清潔的環境。

 

https://institution.pan.pl/index.php/508-a-new-method-for-tackling-toxic-air-pollution

 

更新日期 : 2022/01/13