Bringing science and development together through news and analysis

中美科学家发现:纳米颗粒和阳光能够净化水

[北京]通过采用纳米技术,科学家们研发了一种净化水的新方法,它能利用可见光更高效的工作,甚至在黑暗中也能发挥作用。

水净化技术中经常用到光照,而现有的技术主要依靠紫外线。

但紫外线仅占日光的5%,现在一种更实用的新技术依靠的则是可见光,它几乎占到日光的一半。

中国沈阳材料科学国家实验室和美国伊利诺伊州大学的研究人员开发了一种光催化剂,它能利用可见光杀灭细菌。

这种催化剂是用掺杂氮的氧化钛纤维制成的网格。当光子接触到网格时,便会产生正电荷,它能将水分子分解,同时产生一种对微生物致命的物质。

当钯纳米颗粒被添加到网格上时,正电荷就能更长时间存在,这使得光催化剂变得更加高效。

研究人员将这种光催化剂放入含有高浓度大肠杆菌的水中进行测试,并用台灯照射。经过1小时后,水中的细菌浓度被降低到饮用水的安全水平之下。

为模仿日光,细菌溶液在被台灯照射10小时后放入黑暗中。研究人员发现催化剂在没有光照的情况下依然能杀菌长达24小时。这是因为钯纳米颗粒在不断地释放捕获的电子。

论文的主要作者、美国伊利诺伊州材料科学和工程学副教授尚建库向本网站表示,相比依靠紫外线的光催化剂,新的催化剂更节能,同时也更高效。

“和紫外线或其他消毒技术(例如氯化)不同,它们能够杀灭一些最顽固的微生物,如孢子。”他说。

研究人员认为,此种净化技术能被用于广泛的领域,从污水处理厂到能在家中使用的净水设备。由于它能在黑暗中工作,因此夜间或停电时也能使用。

美国纽约州立大学石溪分校材料科学和工程学副教授亚Alexander Orlov表示,尚教授的研究结果令人很感兴趣,但能否在发展中国家推广尚存疑问。

他指出,钯等贵金属的价格昂贵,同时该研究尚未涉及该技术的长期使用效果。

Orlov建议研究人员将他们的方法和更简单、更传统的净水技术进行比较。

链接到《材料化学杂志》的论文全文