《我国科研人员研制出一种可去除水中99.8%微塑料的新型材料》

  • 来源专题:能源情报网监测服务平台
  • 编译者: 郭楷模
  • 发布时间:2024-12-04
  • 新华社武汉12月2日电(记者熊翔鹤、侯文坤)记者从武汉大学获悉,该校资源与环境科学学院邓红兵教授团队和华中科技大学周雪教授团队研制了一种可重复使用、可生物降解的新型全生物质纤维海绵,其首次使用时可吸附水中99.8%的微塑料,为清除水中微塑料提供了新策略。相关研究成果日前发表在国际学术刊物《科学进展》上。

    “由于环境中存在大量塑料垃圾,在数百年内进入陆地和水环境中的微塑料将持续增加。”论文通讯作者邓红兵介绍,该团队研制的一种新型全生物质纤维海绵,由废弃乌贼骨提取的甲壳素和棉花制成,具有多孔结构和丰富的表面官能团,可以吸附来自食品包装、纺织品和其他工业产品中的多种常见微塑料。

    研究团队利用灌溉水、湖水、海水和池塘水四种实际水源的样本对材料性能进行了评估,发现这种材料的吸附能力基本上不受水中无机颗粒、重金属、有机污染物和微生物的影响,确定了其在实际水域中的稳定性。研究显示,这种新型全生物质纤维海绵在第一次吸附循环中可以去除水中99.8%的微塑料,五个循环后,仍保持了超过95%的去除率,表明它具有良好的可重复使用性。

    “生物质材料是解决水中微塑料污染这一复杂问题有效、经济的方案,这种全生物质纤维海绵制备方式简单,具有大规模生产的潜力,有望在不久的将来应用到现实生活中的大规模水处理或家用净水器内。”邓红兵说。

  • 原文来源:https://www.cnenergynews.cn/kejizhuangbei/2024/12/03/detail_20241203184586.html
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    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2018-09-06
    • 为解决日益严峻的海洋塑料污染问题,保护海洋生态环境,中国科学家最近研制出一种可在海水中降解的聚酯复合材料,有望在诸多领域替代现有难以降解的通用塑料。 中国科学院理化技术研究所高级工程师王格侠介绍,其团队研制出的这种结合了水溶性与降解性的材料具有一定的环境耐受性,废弃后能在数天到数百天内在海水中降解消失,最终分解为不会对环境造成污染的小分子。 王格侠说,长期以来人们聚焦于陆地上的白色污染及其治理。直至近年,大量塑料污染致使海洋生物遇害的现象被频繁报道才引起广泛关注。 据保守估计,人类每年向海洋投放的塑料垃圾为480万吨到1270万吨,占海洋固体污染物总量的60%至80%。目前,人类活动和洋流导致这些塑料垃圾集中分布于北太平洋、南太平洋、北大西洋、南大西洋及印度洋中部。 世界经济论坛也发出警告,2050年全球海洋塑料总重量将超过鱼类的总重量。 专家介绍,目前几乎所有类型的塑料都已经在海洋中找到。这些塑料微粒或者漂浮在海水中,或者沉入海底,几十年甚至几百年不会分解,对整个海洋环境造成了严重的污染。塑料在使用后被直接丢弃或从陆地经过河流、风吹进入海洋,在海水中受到光、海水风化,以及洋流和生物群的作用,导致塑料最终形成小于5毫米的微塑料。 一些海洋生物,如信天翁、海龟等,误食塑料袋会产生一系列的胃肠问题,以至于无法再进食,最终被饿死。最令人震惊的一项科学数据显示:有90%的海鸟是因为误食了塑料袋而死于非命。 王格侠指出,尽管海洋中塑料污染问题已经非常严峻,但目前人们对于这些塑料污染仍然没有有效的应对措施。海洋特殊水域环境使得人们不能像在陆地上一样对这样大量分散的垃圾进行集中收集和处理。最根本有效的办法就是让材料废弃进入海水后能自行降解消失。 据介绍,中国科学院理化技术研究所降解塑料和工程塑料研究组是中国率先开展生物可降解塑料研究的单位。生物降解塑料大都是含酯键的高分子材料,分子链相对脆弱,因而可以被自然界许多微生物分解、消化,最终形成二氧化碳和水。 目前,该团队的生物降解塑料生产及应用技术已经向4家中国企业完成了技术授权,其中3家已经顺利投产,总产能达到每年7.5万吨,占全球总量的一半。 在认识到海洋塑料污染的严重性后,科研人员希望研发出在海水中可降解的材料。然而他们发现,在陆地上能够快速降解的生物降解材料在海水中却难以降解,甚至长时间都不降解,不能用来解决海洋中的塑料污染问题。 经过多次反复实验,理化技术研究所的科研团队将非酶水解过程和水溶过程与生物降解过程结合起来,实现了材料在海水中快速降解。科研人员通过对材料的设计、合成、改性和加工使得其降解性能可根据不同的应用需求进行调控。 在近期于深圳举行的旨在提升中国自主创新能力、加大先进科技成果转化的第一届“率先杯”未来技术创新大赛上,这一技术位列30个优胜项目之一。 中国已将生态环境保护提高到前所有未有的层面,在解决本国生态问题的同时也为解决全球环境污染问题贡献中国智慧。
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    • 编译者:张迪
    • 发布时间:2023-11-12
    • 来自科学网 新研究研制出类石榴结构新型复合吸波材料. 记者5月27日从中国科学院大连化学物理研究所获悉,该所研究员孙承林、副研究员顾彬等和大连理工大学段玉平教授合作,在构筑高效复合吸波材料方面取得新进展,设计并制备了一种具有类石榴结构的磁性树脂衍生碳复合吸波材料,通过组分调控和微观结构设计引入了多重电磁波损耗机制,使该复合材料表现出了优异的吸波性能。 随着电子信息技术的快速发展,电磁干扰问题日益严峻,有效的吸波材料尤其是针对GHz频段的电磁波,对电子安全和医疗保健等领域具有重要意义。根据吸波机制,可将吸波材料分为磁损耗型和介电损耗型,其中单一磁损耗吸波材料存在斯诺克极限、易腐蚀、易聚集、密度大等缺点,而单一的介电损耗材料(如碳材料)也存在阻抗不匹配,损耗机制单一的问题。 为解决这些问题,研究人员提出了组分调控和微观结构设计两个解决策略,即以具有可控分子结构和物理化学性质的合成树脂作为碳源,耦合磁损耗组分,进行有效的多组分调控,形成多重损耗机制,实现电磁参数和吸波性能的有效调节。此外,研究人员对微观结构进行设计调控,构筑出具有类石榴结构的Fe3C@GC/AC复合材料,解决现有吸波材料存在的磁性颗粒尺寸分布不均匀、易聚集等问题。 实验结果表明,独特的类石榴结构优化了阻抗匹配,同时提升了界面极化损耗和磁损耗。在反射损耗、界面极化、偶极极化、电导损耗以及磁损耗的共同作用下,研究人员制备出的复合吸波材料在2.08mm的厚度下,实现了高达-96.3dB(99.99999%)的反射损耗值,有效吸收带宽为6.38GHz(覆盖了Ku波段)。当模拟厚度在1.0至5.0mm间调变时,88%的测试波段(3.9至18 GHz)均可以实现有效吸收。 作者:郝晓明 来源:科技日报 发布时间:2023/5/28 15:31:34