二氧化钛涂层网格可净化受污染的雾气

从雾中收集水并不难,但净化它却可能很难。这种简单的新型金属网格就能做到这一点。
Metal mesh with water droplets
用二氧化钛涂覆网格有助于过滤脏雾分子。图片来源:苏黎世联邦理工学院 / Ritwick Ghosh

通过雾收集水相对容易——事实上,仅几平方米的网格每天就可以收集数百升液体。然而,在许多城市,这些水库经常被大气污染,因此不适合烹饪或饮用。

研究人员没有依赖额外的、并且在许多情况下成本高昂的清洁方法,而是考虑了一个集成式雾气收集器和净化器的可行性。其结果是一个非常有前途、有效且简单的创造,它不仅为用户提供了饮用水,而且还有可能净化发电厂的蒸汽排放。

如 8 月 16 日在《自然可持续性》上详细介绍的,一个科学家团队设计了一种紧密编织的金属网格,上面涂有聚合物和二氧化钛的混合物。光滑的聚合物部分确保水滴可以快速收集并沿着网格滴落,而二氧化钛则作为化学催化剂分解有机污染物分子。

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为了测试他们的设计,该团队在苏黎世的一个实验室里人工生成了雾气,实验室里安装了新型网格。根据他们的测量,他们的装置收集了周围空气中 8% 的水分,而二氧化钛则中和了大约 94% 添加的有机化合物。这些额外的污染物分子包括柴油液滴和双酚 A (BPA),双酚 A 是一种激素活性物质,最常见于日常塑料中。

“我们的系统不仅收集雾气,还能处理收集到的水,这意味着它可以在大气污染的地区使用,例如人口稠密的城市中心,”Max Planck 聚合物研究所的跨学科社会学家、该项目研究员之一 Ritwick Ghosh 在一份声明中说。

此外,这项技术几乎不需要维护或人工能源。取而代之的是,紫外线光会以一种称为光催化记忆的过程重新激活氧化钛。据研究人员称,大约 30 分钟的阳光照射足以使氧化钛保持激活状态 24 小时——这是一个重要的时间比例,因为雾气极端地区(不出所料)阳光并不充足。

该团队的新网格不限于小规模使用——包括项目负责人 Thomas Schutzius 在内的研究人员设想将这项技术安装在发电厂的冷却塔中。“在冷却塔中,蒸汽会逸入大气。在我居住的美国,我们使用大量淡水来冷却发电厂,”Schutzius 解释道。“在水逃逸之前将其捕获并确保其纯净,以便在需要时将其排放回环境中,这是有意义的。”研究人员的设计在小型环境和试点工厂环境中都表现出色,这意味着未来个人和大规模解决方案都是可能的。

 

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