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ZIOS新材料可高效且有针对性地过滤废水中的铜元素

  伯克利实验室的一支科学家团队,刚刚在《自然通讯》杂志上介绍了一项有助于处理矿山等污染废水中铜元素的新方法。 传统“广撒网”式的过滤工艺很是费时费力,但在新材料的帮助下,研究人员能够更有选择性地捕获特定的重金属。值得一提的是,新技术不仅处理速度无与伦比,精度上也可以达到原子级。

  ZIOS 材料的扫描电子显微镜图像

  据悉,研究人员们开发了一种具有高度选择性、且相当耐用的 ZIOS 新材料。其晶格结构类似于海绵,灵感来自于细菌细胞选择某些金属以调节其代谢的能力。

  ZIOS 具有与水分子大小相同的微小通道,且材料可在浸入水中时膨大。随着通道的加宽,水分子可以自由通过该结构,一路上发生化学反应,让材料与液体中任何铜离子结合到一起。

  X 射线实验发现,ZIOS 材料非常适应采矿废水的 pH 值和其中的铜离子。不仅效率奇高,还具有无与伦比的选择性。 资深作者 Jeff Urban 表示:

  与迄今已知的任何材料相比,ZIOS 都具有更高铜吸附能力和效率。筛选能力是其它先进解决方案的 30~50 倍,且在水中的稳定性可达 52 天”。

  更棒的是,在从水中取出后,ZIOS 的材料结构又会在 1ns 左右的时间内,从膨胀状态变身为原始大小。

  研究合著者 Peter Fiske 表示: “当今的水处理系统很是松散,无论溶质的危害或价值几何,都会被一股脑地滤除”。

  而 ZIOS 这样的具有高选择性、且耐用的新材料,不仅可以捕获特定的可回收陈芬,还不会随着时间的推移、或被其它溶质挤占而效率大减。

  从降低水处理的成本和能源开销上来看,ZIOS 还有助于我们充分挖掘废水中的贵重金属、或其它微量成分。

  有关这项研究的详情,已经发表在近日出版的《自然通讯》( Nature Communications )期刊上。

  原标题为《A nature-inspired hydrogen-bonded supramolecular complex for selective copper ion removal from water》。

  【来源:cnBeta.COM】

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