19. juli 2024 publiserte kinesiske forskere et forskningsresultat om fjerning av mikroplast fra vann gjennom en effektiv grensesnittsolarfordampningsplattform (ISEP) i tidsskriftet Nature Communications. Fordampningsplattformen kan fjerne mikroplast fra vann mens den produserer ferskvann.
Forskningsresultatene ble publisert i tidsskriftet Nature Communiations.
1. Effektiv ferskvannsproduksjonskapasitet
Vannfordampningsplattformen er grunnlaget for å produsere ferskvann. Den konverterer lysenergi til varmeenergi, fremmer vannfordampning og oppnår effekten av å redusere ionekonsentrasjonen i vann.
Under eksperimentet brukte forskerne kommersiell karbonfilt som basismateriale for å forberede vannfordampningsplattformen. Karbonfilt er et tredimensjonalt materiale med høy fototermisk konverteringseffektivitet og hydrofil porøs struktur. Materialet kan omdanne absorbert solenergi til varmeenergi. Dens porøse struktur letter rask overføring og fordampning av vann, og forbedrer produksjonseffektiviteten til ferskvann betydelig.
De eksperimentelle resultatene viser at fordampningshastigheten til den tredimensjonale solfordampningsplattformen (3D-ISEP) er 2,10 kg (per kvadratmeter per time) under belysningsintensiteten til 1 sol, som er 4,5 ganger fordampningshastigheten til rent vann, og den viser stabil fordampningsytelse i forskjellige løsninger (ulike pH-verdier, mikroplastkonsentrasjoner og størrelser).
en. Vannfordampningsenhet diagram og infrarødt bilde; b. Vannfordampningsmasse og tidsforholdsdiagram; c. Vannfordampningshastighet diagram av forskjellige materialer; d. Antall mikroplast i ulike vannprøver; e. Mikroskopiske bilder av sjøvann og kondensert vann; f. In situ Raman konfokalt mikroskopisk bilde; g. Raman-spekterdiagram.
2. Kraftig evne til å fjerne mikroplast
Forskerne lastet polyetylenimin (PEI) på overflaten av karbonfilt gjennom en podemetode for å fremstille et "karbonfilt-polyetylenimin (CP-PEI)" komposittmateriale. Polyetylenimin inneholder rikelig med aminogrupper og har god adsorpsjonsevne for mikroplast, noe som gir komposittmaterialet evnen til å fjerne mikroplast i vann.
De eksperimentelle resultatene viser at vannfordampningsplattformen bygget med "karbonfilt-polyetylenimin (CP-PEI)" komposittmateriale kan oppnå en mikroplastfjerningshastighet på 100 % etter 6 timer under 1 solbelysning. Selv i mørke omgivelser har vannfordampningsplattformen en fjerningshastighet på 18 % mikroplast.
en. UV-synlig spektrum; b. Mikroplastfjerningsmekanismediagram av solfordampningsplattformen; c. Mikroplastfjerningshastighet simulert av COMSOL; d. Forholdet mellom mikroplast i forskjellige konsentrasjoner og fjerningshastighet; e. Forholdet mellom mikroplast med forskjellige pH-verdier og fjerningshastighet; f. Sammenheng mellom ulike typer mikroplast og fjerningshastighet; g. Mikroskopiske bilder av mikroplast i vandig løsning til forskjellige tider.
3. Ferskvann produsert av fordampningsplattformen kan drikkes direkte
Som svar på de doble problemene med ferskvannsmangel og vannressursene som blir forurenset av mikroplast, gir solenergivannfordampningsplattformen designet av forskerne en "vinn-vinn"-løsning. I et ekte sjøvannsmiljø kan solfordampningsplattformen ikke bare effektivt fjerne mikroplast og partikler i sjøvann, men også redusere ionekonsentrasjonen betydelig. Det kondenserte vannet tilberedt av det kan oppfylle de relevante drikkevannsstandardene i verden.
Konklusjon
Mikroplast har blitt en av de fire nye miljøgiftene som har vakt stor internasjonal oppmerksomhet. Deres akkumulering i vann forårsaker ikke bare stor forurensning av miljøet, men forgifter også kroppen vår kronisk. Fjerning av mikroplast i vann er nært forestående. La oss ta utgangspunkt i de små tingene i livene våre og bruke kraften til vitenskap og teknologi for å overvinne utfordringene forårsaket av mangelen på ferskvannsressurser og vannforurensning.