| cyqdesign |
2019-01-18 16:25 |
新型氧化石墨烯滤芯制备技术可高效净水
净水过滤装置的一大问题，就是随着时间的推移，细菌会在材料的表面聚集，导致效果逐渐变差。不过圣路易斯华盛顿大学的研究人员，已经开发出了一种新型过滤膜。它借助石墨烯来主动杀死细菌，以减少生物污染。更有趣的是，它还灵活运用了细菌的力量。制造期间，研究人员先将一种含糖物质喂给酸醋杆菌（Gluconacetobacter hansenii）。然后，细菌会在水中生产纳米纤维素。 bOKNWI
}dl(9H=4
[attachment=90544] .CpO+z
在纤维增长的同时，团队还加入了氧化石墨烯薄片，以增加滤膜的稳定性和耐用性。研究主要合著者之一的 Young-Shin Jun 称： axOy~%%c
! YHu
这就像是借助微生物的 3D 打印，我们可以在细菌的纳米纤维素生长过程中，添加我们喜欢的任何东西。我们已在不同的 pH 条件下进行了观察。 zy;w07-)
!{;RtUPz*
与真空过滤或旋涂制备的滤膜相比，氧化石墨烯生物膜的性状更加稳定。 s'4p+eJ
0yN lf-O
在利用完细菌之后，研究人员又通过碱溶液，处死了生产纤维素的醋酸杆菌。同时去除其中的氧基团，对氧化石墨烯进行‘还原’。 h]P$L >
T,> e\
处理后的石墨烯生物膜会对光产生反应，以杀死粘附在膜上的其它细菌。 it vdzPO
r%n[PK^ (
研究合著者 Srikanth Singamaneni 表示，如果你想借助微生物来净水，膜中还原的氧化石墨烯可以吸收阳光，加热滤膜并杀死细菌。 k({8C`&tK/
:[3\jLrc
为了测试这种滤膜的杀菌能力，研究人员将之暴露在大肠杆菌之下。 J Y16|ia
hBu =40K
结果发现，只需三分钟的光照，就足以将膜加热到 70°C（158°F）以上，轻松杀死病虫微生物。而在高压下，灭菌膜能够以两倍于普通膜的速度来滤水。 =p6xc}N
[K- s\
作为对比，如果没有还原氧化的石墨烯，制备的滤膜并不能有效杀死大肠杆菌。 tEs$+b
-2_$zk* n
值得一提的是，新工艺的成本相对较低，有助于数百万发展中国家的人们喝上清洁的饮用水。 p6)UR~9Rs
k #n=mm'N9
有关这项研究的详情，已经发表在近日出版的《 环境科学与技术》期刊上。原标题为： X9HI@M]h
}Jfo(j
《Photothermally Active Reduced Graphene Oxide/Bacterial Nanocellulose Composites as Biofouling-Resistant Ultrafiltration Membranes 》
|
|