德州理工大学(TexasTechUniversity)研究人员指出,在使用“可见光”(visiblelight)过程中,他们发现一种可去除废水中有毒染料污染物的新方法。【“可见光”指的是电磁波谱中人眼可以看见(感受得到)部分】
当进行布料染色工序时,最后处理阶段之一是洗涤工序,这有助于布料定色,并去除布料上多余的染料。但据估计,该工序每年可能会产生高达20万吨含有残余合成染料和颜料污染物的废水。
鉴于传统废水处理工序低效且不环保,以及染料通常设计用于耐光线、温度和洗涤剂等,因此大多数染料残存于环境不易分解,该种用于清洁有毒物质的方式正是目前所需的创新技术。
以前分解染料过程主要是透过紫外线(UV)使用。但现在与化学工程和机械工程系的研究人员合作,德州理工大学环境毒理学系(TexasTechDepartmentofEnvironmentalToxicology)教授SeshadriRamkumar和博士候选人LihuaLou找到一种分解染料方法,就是透过特殊奈米纤维网来过滤水,之后将其暴露在“可见光”下,该过程称为“光降解”(photodegradation)。
对于该研究,Lou将奈米微粒添加进聚合物溶液中,然后透过静电纺丝技术纺成奈米纤维。当合成的奈米微粒/奈米纤维网浸泡在含有罗丹明B(RhB)的红色染料水时,会发生化学反应。
研究人员发现,80%罗丹明B在6小时内会被降解,剩下20%会缓慢降解,在49天后则完全消失。
Ramkumar指出:该项研究主要专注于去除有毒染料,因它对纺织业来说是一个持久的挑战。
去除色彩化合物是废水处理厂面临最困难的任务之一,因染料和颜料不易进行生物降解。这也是最重要的任务之一,这些染料可能对人类生态系统构成威胁。
Lou解释道:有些染料会高度引起基因永久突变和毒性。罗丹明B是一种高度水溶性化合物,广泛用于纺织品着色剂。然而含有罗丹明B废水可能会刺激人类和动物的皮肤、眼睛和呼吸道引起发炎。此外还有一些健康问题,如神经毒性(neurotoxicity)、致癌性(carcinogenicity)、生殖毒性(reproductivetoxicity)、发育毒性(developmentaltoxicity),以上皆是由含有罗丹明B废水所引起。
基于这几个原因导致的结果是很重要。除奈米微粒/奈米纤维网成功去除染料之外,使用“可见光”去除染料也可以做到这一点,不会产生过多的二次污染。
Ramkumar补充道:我们的研究涉及多门学科,且解决全球纺织业一个重要问题。在完成“光降解”过程后,可以很容易地去除水中的合成材料,而不会残留太多的有害物质。
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