新しいフィルターは数秒で水からマイクロプラスチックを99%除去します

大邱慶北科学技術院 (DGIST)

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韓国の研究者らは、マイクロプラスチックやその他の汚染物質を迅速かつ効果的に除去できる新しい水を浄化する方法を開発した。 これは、悪化する環境中のマイクロプラスチック問題に対処するための創造的かつ重要な方法です。

現代社会でプラスチックがどれほど一般的であるかを考えると、地球上のほぼあらゆる場所で、きれいであるはずの場所でさえ、小さなプラスチック片が見つかるのは驚くべきことではありません。 極から極まで、最も深い海溝から最も高い山の頂上まで、マイクロプラスチックが発見されており、食物連鎖を遡って私たちに到達しています。

マイクロプラスチックの除去を支援するために研究されている材料には、ナノセルロース、半導体ワイヤ、磁性「ナノピラー」、砂、砂利、バイオフィルムで作られた濾過カラムなどがあります。

韓国の大邱慶北科学技術院（DGIST）の専門家らによると、新たなデザインの可能性が示されたという。

鍵となるのは共有結合性トリアゼンフレームワーク（CTF）と呼ばれる物質。 この材料は非常に多孔質で表面積が大きいため、内部に捕捉した分子を保管するための多くのスペースがあります。 最近の研究では、同様の化合物が工業廃水中の有機染料を除去できることが示されています。

研究チームは、CTF 内の分子をより水分を好む (「親水性」と呼ばれる) ものにするために懸命に取り組み、その後、材料に穏やかな酸化プロセスを加えました。

フィルターの作動速度のおかげで、汚染物質の 99.9 パーセント以上がわずか 10 秒で水から除去されたと言われています。 さらに、この材料はその有効性を損なうことなく何度でもリサイクルできます。

別の実験では、科学者らは太陽光を吸収して熱に変換し、その熱を利用して同じく汚染物質である揮発性有機化学物質（VOC）を浄化できるタイプのポリマーを作成した。 1 回の太陽光照射の力で、VOC の 98 パーセント以上を除去することができました。

両方の膜を使用したプロトタイプでは、両方の汚染物質の 99.9 パーセント以上を除去できました。

「私たちがここで開発した技術は、超高速で水中のフェノール系マイクロプラスチックとVOC汚染物質の99.9パーセント以上を除去する、世界最高の浄化効率を備えた比類のない水浄化技術です」と、同論文の筆頭著者であるパク・チヨン教授は説明した。勉強。

「電源のない地域でも汚染水を浄化し、飲料水を供給できる、経済性の高い普遍的な技術になると期待した」と述べた。

研究全体は、Advanced Materials ジャーナルでご自身でご覧いただけます。

研究概要:

「微量汚染物質や揮発性有機化合物（VOC）による深刻な水質汚染により、淡水不足は世界的に最も深刻な課題の1つになりつつあります。しかし、現在の浄化技術では微量汚染物質の吸着が遅く、水からVOCを除去するにはエネルギーを大量に消費するプロセスが必要です」この研究では、微量汚染物質の迅速な吸着と太陽光蒸留を使用した VOC 遮断性能を実現する高効率分子設計共有結合性トリアジン フレームワーク (CTF) が報告されています。超分子設計と CTF の穏やかな酸化 (CTF-OX) により、親水性の内部チャネルが可能になり、改善されます。微量汚染物質の分子ふるい分け CTF-OX は微量汚染物質の迅速な除去効率 (10 秒で >99.9%) を示し、性能を損なうことなく数回再生可能 選択された微量汚染物質の取り込み率は高く、初期汚染物質取り込み率は 21.9 g mg-これは、ビスフェノール A (BPA) 吸着で記録された最高速度である 1 min-1 であり、さらに、CTF-OX を使用した光熱複合膜の作製は、1 太陽照射 (1 kW m-2) で高い VOC 除去率 (最大 98%) を示します。 ）。 吸着と太陽光駆動膜で構成される相乗的浄化システムのプロトタイプは、混合フェノール誘導体の 99.9% 以上を効率的に除去できます。 この研究は、太陽光発電による蒸発プロセスによる微量汚染物質の迅速な除去と高い VOC 除去のための効果的な戦略を提供します。」