使用光線凈化水

Jeremy Rehm

通過使用光，一種原型綠色材料能夠在1小時內(nèi)凈化出足夠4個人喝1天的水量。在試驗(yàn)中，它幾乎可以將10升水中的細(xì)菌全部殺死，研究人員就此在2月17日出版的《Chem））雜志上作了報(bào)告。

這種新型二維石墨相氮化碳（graphitic carbonnitride）薄片是一種光催化劑：當(dāng)受到光照時，它釋放電子以形成能夠消滅細(xì)菌的破壞性氧基化合物。這種設(shè)計(jì)避免了其他類似科技的誤區(qū)。如今大多數(shù)有效的催化劑中都含有金屬，它們可以作為有毒的污染物滲入水中。另外一些不含有金屬，就像這種新型二維薄片，但是效率不高，主要是因?yàn)樗鼈儗㈦娮邮`得太緊。

來自悉尼科技大學(xué)的材料科學(xué)家Guoxiu Wang及他的同事們創(chuàng)造出了超薄的石墨相氮化碳片，并且加入了類似酸與酮等化學(xué)基團(tuán)，它們可以將電子誘向薄片邊緣。在那里電子跳上水中的氧原子形成諸如過氧化氫這樣的消滅細(xì)菌的含氧化合物。

這種設(shè)計(jì)可在50升的水樣本中殺死99.999 g%的細(xì)菌，包括大腸桿菌。其效率與最好的金屬基催化劑相同。同時，在消滅細(xì)菌的速度上也比此前最好的不含金屬的光催化劑快得多，新材料只需30分鐘就可以完成老材料1個小時的工作量。

研究團(tuán)隊(duì)之后將納米片附著于塑料袋的內(nèi)表面，它可以在1個小時之內(nèi)凈化10升水。

“我們的動機(jī)是為了給那些沒有中心凈水供給的不發(fā)達(dá)或者遙遠(yuǎn)地區(qū)提供一種有效利用陽光獲取純凈水的方法?！盬ang說道，特別是這種碳與氮的合成物做出的材料在成本上應(yīng)該還比較低廉。研究人員下一步打算同工程師們一起擴(kuò)大設(shè)計(jì)方案，以便其能更好地投入商業(yè)用途中。

王麒 譯自 《科學(xué)新聞》（Science News） 2019年3月16日