Тесты со сточными водами продемонстрировали, что циновка может действенно удалить предназначенные загрязнители, в этом случае пара биологически вредных эндокринных разрушителей, применяя часть энергии, требуемой второй разработкой. Техника может кроме этого употребляться, дабы разглядывать пресную воду.Циновка была развита учеными с ведомым Рисом Центром Nanotechnology-Enabled Water Treatment (NEWT).
Изучение доступно онлайн в американской Науке об окружающей среде издания Chemical Society и Технологии.Циновка зависит от свойства неспециализированного материала, диоксида титана, дабы захватить загрязнители и, на действие света, ухудшить их при помощи окисления в надёжные побочные продукты.
Диоксид титана уже употребляется в некоторых совокупностях очистки сточных вод. Это в большинстве случаев преобразовывается в жидкий раствор, объединилось со сточными водами и выставило ультрафиолетовому свету, дабы уничтожить загрязнители. Жидкий раствор обязан тогда быть фильтрован от воды.Циновка НЬЮТА упрощает процесс.
Циновка сделана из прявших поливиниловых волокон. Исследователи сделали его весьма пористым, добавив мелкие пластмассовые бусинки, каковые были позднее расторгнуты с химикатами. Поры предлагают большое количество площади поверхности для частиц окиси титана, дабы населять и ожидать их добычи.
Гидрофобные (избегающие воды) волокна циновки конечно завлекают гидрофобные загрязнители как эндокринные разрушители, применяемые в тестах. По окончании того, как связанный с циновкой, действие света активирует фотокаталитический диоксид титана, что создаёт реактивные кислородные разновидности (ROS), каковые разрушают загрязнители.Установленный Национальным научным фондом в 2015, НЬЮТ – национальный НИИ, что пытается разрабатывать компактные, мобильные, совокупности очистки воды вне сетки, каковые смогут дать чистую воду миллионам людей, каковые испытывают недочёт в нем и делают американскую выработку энергии более стабильной и рентабельной.
Исследователи НЬЮТА заявили, что их циновка возможно убрана и опять использована, измерена к любому размеру, и его химия возможно настроена для разных загрязнителей.«Текущее фотокаталитическое лечение страдает от двух ограничений», сообщил Райс экологический директор Центра инженера и НЬЮТА Педро Альварес. «Любой – неэффективность, по причине того, что произведенные окислители очищены вещами, каковые намного более в изобилии, чем целевой загрязнитель, так, они не разрушают загрязнителя.«Второй, это стоит громадного количества денег, дабы сохранить и отделить шламовые фотокатализаторы и мешать тому, дабы они просочились в очищенную воду», сообщил он. «В некоторых случаях затраты энергии фильтрации того жидкого раствора являются больше, чем, что нужно, дабы привести Ультрафиолетовые лампы в воздействие.
«Мы решили оба ограничения, остановив катализатор, дабы сделать его весьма легким к повторному применению и сохранить», сообщил Альварес. «Мы не разрешаем ему выщелачивать из циновки и оказывать влияние на воду».Альварес заявил, что пористая циновка полимера играется ключевую роль, по причине того, что она завлекает целевые загрязнители. «Это – крюк и приманка», сообщил он. «Тогда фотокатализатор разрушает загрязнитель, создавая гидроксильных радикалов».
«Наноразмерные поры введены, растворив жертвенный полимер на электропрявших волокнах», ведут создатель и бывшая Rice, которую сообщил постдокторский исследователь Чан-Гу Ли. «Поры увеличивают доступ загрязнителей к диоксиду титана».Опыты продемонстрировали драматическое энергетическое сокращение если сравнивать с обработкой сточных вод, применяя жидкий раствор.«Не только делают мы разрушаем загрязнители стремительнее, но и мы кроме этого существенно уменьшаем отечественную электричество за заказ реакции», сообщил Альварес. «Это – мера того, сколько энергии Вы должны удалить один порядок величины загрязнителя, сколько часов киловатта Вы должны удалить 90 процентов либо 99 процентов либо 99,9 процентов.
«Мы показываем, что для жидкого раствора, потому, что Вы двигаетесь от рассмотрения дистиллированной воды к сточным водам очистной установки сточных вод, сумма энергии “настойчиво попросила” 11-кратных повышений. Но в то время, когда Вы делаете это с нашим остановленным фотокатализатором крюка-и-приманки, сопоставимое повышение лишь двойное. Это – большие накопления».
Циновка кроме этого разрешила бы очистным установкам делать разрушение и удаление загрязнителя в двух дискретных шагах, которое не вероятно с жидким раствором, сообщил Альварес. «Возможно нужно сделать это, в случае если вода черна, и легкое проникновение – неприятность. Вы имеете возможность извлечь загрязнители, адсорбированные циновкой, и передать ее второму реактору с более прозрачной водой. В том месте, Вы имеете возможность уничтожить загрязнители, вычистить циновку и после этого возвратить ее так, она может искать больше».
Настройка циновки включила бы изменение ее гидрофобных либо гидрофильных особенностей соответствовать целевым загрязнителям. «Тот метод, которым Вы имели возможность разглядывать больше воды с реактором меньшего размера, что есть более отборным, и исходя из этого миниатюризирует эти реакторы и сокращает их углеродные следы», сообщил он. «Это – возможность не только, дабы уменьшить энергетические требования, вместе с тем и космические требования для фотокаталитической очистки воды».Альварес заявил, что сотрудничество партнерами по изучению НЬЮТА помогло проекту объединиться в течение месяцев. «НЬЮТ разрешил нам делать что-то, чего раздельно будет весьма тяжело достигнуть в данный маленький срок», сообщил он.
«Я пологаю, что циновка существенно увеличит меню, из которого мы выбираем решения отечественных неприятностей очистки воды», сообщил Альварес.