写于 2018-11-20 04:09:08| 亚洲城ca88手机登录地址| 访谈
Zimmerman实验室开发了浸渍有二氧化钛和氧化铝的壳聚糖珠。这些珠子用于从水中去除重金属,如砷和硒。照片:Harold Shapiro。通过将壳聚糖转化为珠粒并用二氧化钛和氧化铝纳米粒子浸渍它们,科学家开发出一种技术,可以去除亚砷酸盐和砷酸盐,其功效与纳米粉末相同,但没有后处理过滤要求。无机砷可能通过工业制造和采矿过程中的径流污染水源,已知会导致人类癌症和死亡以及生物生态系统的破坏。在实验室中已经采用了几种方法去除水中的砷,但大多数已被证明不适合大规模使用,特别是对于可持续实施。现在,耶鲁大学的研究人员已经开发出一种新方法,可以高效地去除水中的砷,并且有可能以可持续的方式实施。研究人员之前曾使用纳米粉末形式的氧化铝和二氧化钛从水中去除两种形式的砷,亚砷酸盐和砷酸盐。但是,化学与环境工程与林业与环境研究副教授Julie Zimmerman说:“纳米粉末的使用需要后处理过滤,这可能是能源密集型的。”为了解决这一限制,Zimmerman和她的同事开发了一个系统使用壳聚糖,一种来自贝类外骨骼的生物聚合物。壳聚糖是一种丰富的废物,很容易获得;通过将其形成珠粒并用二氧化钛和氧化铝纳米颗粒浸渍它们,研究人员开发出一种可持续技术,可以去除亚砷酸盐和砷酸盐,具有与纳米粉末相同的功效,但没有后处理过滤要求。此外,通过组合使用二氧化钛和氧化铝,实现了显着的协同作用。 “当二氧化钛暴露在紫外线下时会产生羟基自由基,”齐默尔曼解释说。这些是非常有效的氧化剂,它们与亚砷酸盐反应,两种砷类型的毒性更大,将其转化为砷酸盐。然后砷酸盐吸附到氧化铝上,有效地将其从饮用水中除去。 “我们广泛尝试做的事情之一是设计系统本身具有理想的特性,而不是不断需要控制环境,”齐默尔曼说。 “例如,壳聚糖珠子按密度分开,因此我们不需要添加任何额外的能量或材料来将纯化的饮用水与含砷吸附剂分离。”然后可以通过稍微洗涤珠子来再生珠子。去除吸附砷的基本解决方案,重复使用至少五个循环没有任何明显的性能下降。除去除砷外,Zimmerman还指出,壳聚糖珠技术在水处理方面具有进一步的潜在应用价值。 “水系统中存在许多适用于此类系统的其他金属污染问题,使其成为一种平台技术。例如,我们正在完成一项关于硒的研究,因为环境保护局最近开展了一项新的水质标准限制活动,因此对此感兴趣。“ “我们可以使用纳米粉末或其他潜在的吸附剂来处理这个系统,这些吸附剂专门针对污染物或污染物混合物。此外,脱乙酰壳多糖本身已被证明可有效去除某些含水污染物。通过这种方式,壳聚糖可以是活性的,而非被动的浸渍基质。“已发表的研究:Jamila S. Yamani,Sarah M. Miller,Matthew L. Spaulding,Julie B. Zimmerman。使用混合金属氧化物浸渍的壳聚糖珠增强除砷。水研究。资料来源:耶鲁大学工程与应用科学学院;耶鲁新闻图片: