下一代污水净化器的曙光——可重复使用的碳纳米管

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2017-12-15 环球过滤分离技术网

罗彻斯特理工学院的研究人员表示，他们研发的新型碳纳米管可能是下一代污泥和废水清理工作的关键。

根据其3月份在Environmental Science-Water Research & Technology期刊上发表的论文，使用增强型单壁碳纳米管，处理、修复污水比使用标准工业材料—硅凝胶和活性炭更高效、持久。

该论文的作者，罗彻斯特理工学院的研究人员John-David Rocha与Reginald Rogers展示了这种新型污水净化技术的潜力。基于近二十年的纳米材料研究，该研究以一种特殊的方式将碳纳米管应用于环境问题，而此前，碳纳米管更多用于燃料电池的研究。

“这是一个全新的领域，利用碳纳米管及其性质，通过新的加工方法和表征技术使纳米管能够去除污染物，”罗彻斯特理工学院理论科学学院化学与材料科学系助理教授Rocha表示。

目前，Rocha和Rogers正致力于研究家用环境修复和自来水过滤的纳米管技术。

“我们已经证明这些材料是可以再生的，”罗彻斯特理工学院凯特格里森工程学院化学工程系助理教授Rogers表示：“未来，将饱和的滤水器放入微波炉5分钟，就可以将其中的杂质蒸发掉。”

碳纳米管是一种比人类头发小约50,0000倍的储存单元。碳在纳米尺度会表现出一些不符合传统物理规律的现象，体现出量子力学的特性。

“我们都知道，碳原子构成的石墨可以用作铅笔、钻石和煤烟，但是它还可以转化为纳米级材料——石墨烯，而将一片石墨烯卷起来就会形成单壁碳纳米管。这种物理变化会改变材料的化学结构，进而影响它的性能，最终得到了世界上导电和导热性能最好的材料之一。不过只有在纳米尺度这些性质才会显现。”Rocha表示。

罗彻斯特理工学院的研究人员研发了微型材料的新型控制技术。Rocha发明了一种分离高质量单壁碳纳米管的方法，并根据其半导电性或金属特性进行分类。Rogers将纯碳纳米管重新分割成类似于碳复写纸一样的薄纸。

“一旦形成了这种薄纸，就可以将其作为吸附剂将污染物从水中分离出来，”Rogers表示：“这种过滤技术的原理在于’碳纳米管是不亲水的’，只有水中的有机污染物会被吸附在纳米管表面，而水不会。”

虽然此前从未有过这种应用，将纳米管应用在环保领域仍是全新的尝试。

信息来源：phys.org