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科学家打造出能捕捉溶解在水中的二氧化碳的“纳米罐”

发表日期:2021-08-31 10:42文章编辑:国初科技浏览次数: 标签:    

cnBeta.COM8月26日讯:据外媒报道,大气中的二氧化碳在环境问题上备受关注,但其中大部分最终进入海洋并使海洋酸化。现在,科学家们创造了“纳米罐”,它可以很容易地从水中捕获这种污染物和其他污染物。这些纳米罐是由铜离子、吡唑基团和氢氧根组成的重复单元分子,悬浮在有机溶剂中。

当它们遇到带-2电荷的离子时--其中包括铬酸盐、砷酸盐、磷酸盐和碳酸盐等几种主要污染物--这些分子将包围目标进而使其中和。

“我们已经证明,我们可以将铬酸盐和砷酸盐提取到低于美国环境保护局允许的饮用水水平--非常非常低的水平,”参与该项目的科学家Gellert Mezei说道。

之后,纳米罐可以相对容易地从水中取出,因为溶剂漂浮在水面上并在表面形成一层。最后,一旦纳米罐的溶剂从水体中除去,只需一种弱酸就能解开纳米瓶并释放出捕获的离子。这些可以被安全处理或回收成有用的产品。

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这些纳米罐还可以定制从而针对不同的离子。使用一个吡唑可以制造出用来追踪任何带-2电荷的离子的纳米罐,但使用两个由丙烯连接的离子可以更强地锁定硫酸盐。使用两个跟乙烯相连的吡唑则能更好地跟碳酸盐结合,而碳酸盐是一种特别重要的污染物。

当大气中的二氧化碳溶解在水中时,它会形成重碳酸盐离子,过多的重碳酸盐离子会改变水的化学性质从而使水变得更酸。这反过来又对水生环境造成了破坏、扰乱了整个生物过程,甚至溶解了一些海洋生物。另外,它甚至还会导致进一步的大气排放。

找到清除这些污染物的方法很重要,但研究小组提醒说,纳米罐仍处于开发的非常早期阶段。如何将它们潜在地扩大到现实世界中使用将是进一步需要展开的工作的主题。

Mezei说道“这种从水中及间接从大气中去除二氧化碳的过程是否能跟其他技术竞争我还不知道。还有很多方面需要考虑,并且这是一件棘手的事情。”

 
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