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碳納米管海綿具有超吸污能力

據物理學家組織網近日報道,意大利羅馬大學、拉奎拉大學和法國南特大學的研究人員合作研制出一種碳納米管(CNT)海綿,能夠吸收水中化肥、農藥和藥品等污染物,淨化效率超過之前方法的3倍。經摻雜硫後,還可提高吸收油污的能力,有可能在工業事故和溢油清理方面一顯身手。該研究結果刊登在近期的《納米技術》上。

碳納米管是由類似石墨結構的六邊形網格卷繞而成的中空“微管”。它所具有的非凡化學和機械性能,可以形成從防彈衣到太陽能電池闆一系列的應用。被奉為廢水處理極好選擇的碳納米管面臨的一大難題是,這種超微粒細粉很難操控,最終會散落到處理過的水中而被檢測出來。

該論文主要作者、羅馬大學的研究人員盧卡·卡米利說:“使用碳納米管粉末去除洩露到海洋中的油污是相當棘手的,因為它們很難操控,最終會散落到海洋之中。不過,在研究中所合成的毫米或厘米級的碳納米管更容易控制。它們的多孔結構可以浮在水面上,一旦吸附油飽和後,比較方便取出。然後,隻簡單地擠壓它們将油釋放,仍可将其重新使用。”

研究人員将碳納米管形成大量所需尺寸,通過在生産過程中添加硫,形成平均長度20毫米的海綿。這種碳納米管海綿表面加硫後能激活在生産過程中另外添加的二茂鐵,從而将沉積的鐵存放入碳殼中微小的膠囊内。鐵的存在意味着海綿可被有磁性地控制,并在沒有任何直接接觸下驅動,減輕将碳納米管加入水表面時不好操控的問題。

研究人員演示了碳納米管海綿如何成功地從水中去除有毒的有機溶劑——二氯苯,表明其可以吸收的物質是以前方法的3.5倍。該碳納米管海綿還顯示出可以吸收植物油至其初始重量的150倍,并且吸收發動機油比以前報道的量要稍微高些。

卡米利說:“研究的下一階段是改進合成工藝,以使這種海綿可以規模化生産,還要研究這種碳納米管海綿在實際應用中的毒副反應。”

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