低成本、省资源,新技术可从水中提取特定污染物

▲博士后研究员Kuichang Zuo放置了一个分离器,将水通过系统。

美国化学学会期刊《环境科学与技术》近日发表论文报道,美国莱斯大学莱斯实验室首席科学家、工程师Qilin Li的团队正在开发一种去除水中污染物的新技术——一个可以选择性地从饮用水以及工厂、污水系统和油气井污水中提取毒素的处理系统。研究人员表示,与传统系统相比,该技术成本更低、更节约资源。

“可以去除一切杂质的传统方法昂贵且是能源密集型的。如果我们想办法只去除某些有害成分,就可以节省很多能源。”Li说道。该系统的核心是一组新型的复合电极,可以实现电容式电离。带电的多孔电极选择性地将目标离子从穿过迷宫状系统的流体中抽离。当孔隙被毒素填满后,还可以清洗电极,使其恢复到原来的容量并重新使用。

Li的团队开发的主系统能去除硫酸盐离子(一种可以使水有苦味并会引发腹泻的结垢矿物)。该系统的电极上覆盖有活性炭,活性炭之上又涂了一层由四元化聚乙烯醇聚合的微小树脂颗粒组成的薄膜。当被硫化物污染的水通过带电电极之间的通道时,硫化物离子被电极吸引,通过树脂涂层粘在活性碳上。

实验结果显示,阴极上的带正电荷的涂层以超过20比1的比率优先捕获硫酸盐离子,且电极重复使用50次后依然能保持良好性能。“事实上我们已经在实验室里运行了几百次了,我没有看到任何材料断裂或脱落。”论文的第一作者、博士后研究员Kuichang Zuo说。

该系统旨在与现有的商业水处理系统配合使用。该团队正在开发用于其他污染物的涂料,并与德克萨斯大学埃尔帕索分校和亚利桑那州立大学的实验室合作进行大规模的测试系统。

编译:Coke 审稿:阿淼

责编:南熙