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新型创新设计的低成本材料可对抗空气和水污染

研究生产出一种可以吸附空气的新材料 污染物,可能是目前使用的活性炭的低成本可持续替代品

污染 使我们的 行星的 土地, 、空气等环境成分肮脏、不安全、不适宜使用。 污染 是由人工引入或污染物进入自然环境引起的。 污染 类型多种多样;示例土地 污染 主要是由家庭丢弃物或垃圾以及商业公司的工业废物造成的。 污染 是当异物引入时引起的 包括化学品、污水 、农药和化肥或汞等金属。空气污染是由燃烧燃料产生的空气颗粒引起的,例如烟灰,其中含有数百万漂浮在空气中的微小颗粒。另一种常见的空气污染类型是危险气体,例如二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物和化学蒸气。此外, 空气污染 也可以以温室气体(例如二氧化碳或二氧化硫)的形式出现,并帮助我们的地球变暖。 行星 通过温室效应。其他类型的污染是噪音污染,即来自飞机、工业或其他来源的声音达到有害水平。

尽管近年来为净化环境做出了巨大努力,但污染仍然是一个主要问题,并对健康构成持续威胁,影响着全世界 200 亿人。无可否认,这些问题在发展中国家最为严重,那里的传统污染源,如工业排放、卫生条件差、废物管理不善、污染 生物质燃料的供应和室内空气污染影响着许多人。然而,即使在发达国家,环境污染仍然存在,特别是在社会贫困阶层。尽管发展中国家的风险普遍较高,但这些国家的贫困、采用技术的经济限制以及薄弱的环境法共同导致了高污染水平。不安全因素进一步加剧了这种风险 、卫生条件差、卫生条件差、室内空气污染。污染对未出生和正在成长的儿童产生不利影响,并且由于癌症和其他疾病,预期寿命可能低至 45 岁。 空气和水污染 是一个无声的杀手,被认为会对我们产生不利影响 行星 进而人类。我们呼吸的空气具有非常明确的化学成分,其中 99% 是氮气、氧气、水蒸气和惰性气体。当通常不添加到空气中的物质时,就会发生空气污染。颗粒物——空气中发现的、发电厂、工业、汽车和火灾排放的固体颗粒和液滴——现在在城市甚至郊区无处不在。此外,数百万吨工业废水被排放到世界各地。 水域 每年。颗粒物和染料对环境、生态系统和人类都有剧毒。

通常使用各种方法和程序来处理空气和 污染,包括过滤、离子交换、混凝、分解、吸附等,每种方法的成功率不同。相比较而言,吸附法因具有简单、易操作、效率高、使用方便等优点而被认为是最可行的。在各种吸附剂中,在空气和废物污染治理方面 ,活性炭是最常用的吸附剂。也称为活性炭,是一种经过加工后具有小而低体积孔隙的碳,可增加可用于吸附或化学反应的表面积。事实上,活性炭是吸附剂的黄金标准。碳具有天然的亲和力 有机 苯等污染物会附着在其表面。如果你“激活”碳,即在 1,800 度的温度下对其进行蒸汽处理,它会形成小孔和小袋,从而增加其表面积。农药、氯仿和其他污染物会滑入蜂窝状的孔中并牢牢地固定住。而且,经过彻底处理后,水中不会残留任何碳。中国和印度等发展中国家的水处理厂通常使用活性炭。同样,活性炭具有特殊的性质,有助于去除空气中的挥发性化合物、气味和其他气态污染物。它的工作方式非常简单。活性炭有一些缺点,首先它非常昂贵,而且保质期很短,因为它只能在其孔隙填满之前使用——这就是为什么你必须不时更换过滤器。活性炭也很难再生,其有效性会随着时间的推移而降低。它们不能有效去除那些不被碳或致病细菌和病毒吸引的污染物。

经济和可持续的替代方案

在最近发表的一项研究中 化学前沿研究人员创造了一种负担得起的低成本且可持续的材料,用于解决空气和水污染问题。这种新型“绿色”多孔材料由固体废物和丰富的资源制成 有机 与活性炭相比,天然聚合物在吸附废水和空气中的污染物方面看起来非常有前途,并且被标记为“经济替代品”。这种新型“绿色”吸附剂是天然丰富的原材料(一种称为海藻酸钠的多糖,可从海藻和藻类中提取)与工业副产品硅灰(硅金属合金加工的副产品)的组合。它很容易合成,并通过藻酸盐的胶凝特性和碳酸氢钠的分解在低温下以不同的尺度长度控制孔隙率来固结。为了测试废水污染,使用蓝色染料作为模型污染物。结果发现,新型混合材料吸附和去除染料的效率约为 94%,这是非常令人鼓舞的。即使非常高浓度的这种染料也被去除。这种材料在捕获柴油机废气中的颗粒物方面表现出令人鼓舞的能力。由意大利布雷西亚大学的 ElzaBontempi 博士领导的研究得出的结论是,这种材料能够非常有效地替代活性炭,不仅能够捕获空气中的细颗粒物,还能够非常有效地替代活性炭。 有机 废水中的污染物,从而减少污染。

这是一项令人兴奋的工作,因为这种新材料是以一种非常创新和廉价的方式从天然丰富的聚合物和工业废物副产品中生产出来的,而工业废物副产品无论如何都会被丢弃。这种新材料被称为“有机“无机混合材料”不仅成本低,而且具有可持续性和可再生性,实际上可以取代活性炭并成为首选。它在生产时甚至消耗了更少的能源(“体现”能源),从而留下了更低的碳足迹。这种材料也是自稳定的,不需要高温热处理,并且还可以放大用于不同的实验。正在进行的测试进一步表明,它可以在环境条件下储存,并且随着时间的推移它只会变得更加稳定,而根本不会降解。因此,其用途广泛,在空气和水过滤方面具有广泛的应用。这为对抗空气和水污染、保护地球母亲和人类带来了巨大的希望。

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{您可以通过单击下面引用来源列表中给出的 DOI 链接来阅读原始研究论文}

来源(S)

Zanoletti A 等。 2019. 一种源自硅粉和藻酸盐的新型多孔混合材料,用于可持续减少污染物。 化学前沿。 6。 https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00060

赛欧团队
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