科學家發現陽光的一種新用途
通過采用納米技術,科學家們研發了一種凈化水的新方法,它能利用可見光更高效的工作,甚至在黑暗中也能發揮作用。
水凈化技術中經常用到光照,而現有的技術主要依靠紫外線。
但紫外線僅占日光的5%,現在一種更實用的新技術依靠的則是可見光,它幾乎占到日光的一半。
中國沈陽材料科學國家實驗室和美國伊利諾伊州大學的研究人員開發了一種光催化劑,它能利用可見光殺滅細菌。
這種催化劑是用摻雜氮的氧化鈦纖維制成的網格。當光子接觸到網格時,便會產生正電荷,它能將水分子分解,同時產生一種對微生物致命的物質。
當鈀納米顆粒被添加到網格上時,正電荷就能更長時間存在,這使得光催化劑變得更加高效。
研究人員將這種光催化劑放入含有高濃度大腸桿菌的水中進行測試,并用臺燈照射。經過1小時后,水中的細菌濃度被降低到飲用水的安全水平之下。
為模仿日光,細菌溶液在被臺燈照射10小時后放入黑暗中。研究人員發現催化劑在沒有光照的情況下依然能殺菌長達24小時。這是因為鈀納米顆粒在不斷地釋放捕獲的電子。
論文的主要作者、美國伊利諾伊州材料科學和工程學副教授尚建庫向本網站表示,相比依靠紫外線的光催化劑,新的催化劑更節能,同時也更高效。
“和紫外線或其他消毒技術(例如氯化)不同,它們能夠殺滅一些最頑固的微生物,如孢子。”他說。
研究人員認為,此種凈化技術能被用于廣泛的領域,從污水處理廠到能在家中使用的凈水設備。由于它能在黑暗中工作,因此夜間或停電時也能使用。
美國紐約州立大學石溪分校材料科學和工程學副教授亞Alexander Orlov表示,尚教授的研究結果令人很感興趣,但能否在發展中國家推廣尚存疑問。
他指出,鈀等貴金屬的價格昂貴,同時該研究尚未涉及該技術的長期使用效果。
Orlov建議研究人員將他們的方法和更簡單、更傳統的凈水技術進行比較。
鏈接到《材料化學雜志》的論文全文
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