可重复使用的水处理颗粒有效消除双酚A

赖斯大学的研究人员已经改进了微米大小的二氧化钛颗粒，以捕获和破坏BPA，一种对健康有影响的水污染物。环糊精分子在表面陷阱BPA上，然后由光活化粒子产生的活性氧（ROS）降解。

莱斯大学的科学家们研制出类似于金星的微粒捕集器用于水的修复。作为水处理厂家，迪奥水处理设备厂家对此引起了高度的关注。

在水稻环境工程师佩德罗·阿尔瓦雷斯（Pedro Alvarez）的实验室中制造出微米大小的球体，用来捕获和破坏用于制造塑料的合成化学物质双酚A（BPA）。

这项研究详述在美国化学学会环境科学与技术杂志上。

双酚A通常用于食品罐、瓶顶和供水管道的内壁，并且曾经是婴儿奶瓶的组成部分。虽然渗透到食物和饮料中的双酚A被认为低剂量是安全的，但长时间接触被认为会影响儿童的健康并导致高血压。 好消息是，活性氧（ROS）——在这种情况下，羟基自由基——对BPA来说是坏消息。廉价的二氧化钛在紫外光触发时释放活性氧。但是由于氧化分子迅速褪色，BPA必须足够接近以攻击。 这就是陷阱的所在。

近距离，球体将自己展示为花朵状的二氧化钛花瓣集合。柔软的花瓣为Rice研究者提供了足够的表面积来锚定环糊精分子。 环糊精是一种常见的糖基分子，常用于食品和药物。它具有双面结构，具有疏水（避水）腔和亲水性（吸水性）外表面。BPA也是疏水的，自然地被吸引到空腔中。一旦被捕获，球体产生的活性氧将BPA降解为无害的化学物质。 在实验室里，研究人员确定每升受污染水中200毫克的球体在一个小时内降解90%的双酚A，这个过程需要两倍以上的时间来处理未经处理的二氧化钛。 这项工作符合由水稻和国家科学基金会支持的纳米技术支持的水处理中心开发的技术，因为球体自二氧化钛纳米片自组装。

“文献报道的大多数过程都涉及纳米颗粒，”赖斯研究生和主要作者张丹宁说。颗粒的尺寸小于100纳米。由于它们的体积很小，所以很难从水中悬浮液中回收。 大米颗粒大得多。当100纳米粒子比人发小1000倍时，增强的二氧化钛在3至5微米之间，仅比相同头发小约20倍。这意味着我们可以使用低压微滤膜来将这些颗粒回收再利用，”张说。它节省了很多能量。”

张说，由于ROS还会磨损环糊精，这些球体在持续400小时的紫外线照射后开始失去捕获能力。但是一旦恢复，它们很容易再充电。

“这种新材料有助于克服光催化水处理的两个重大技术障碍，”阿尔瓦雷斯说。首先，它通过小化水中非目标成分对ROS的清除来提高处理效率。在这里，ROS主要用于破坏BPA。

“第二，它使低成本的分离和再利用的催化剂，有助于降低治疗成本，”他说。这是先进材料如何帮助将学术炒作转化为提高水安全的可行过程的一个例子。

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