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《使用电化学CNT过滤器快速净化四环素水解产物：机理，影响因素和途径。》

  • 来源专题：实验室生物安全
  • 编译者： 张虎
  • 发布时间：2019-12-09

  • 在这项研究中，研究了使用碳纳米管（CNT）电化学过滤器和4-epianhydrochlortetracycline（EACTC）作为模型化合物对四环素水解产物的电氧化作用。在2.5 V电压和1.5 mL min-1的流速（液压停留时间<3 s）下对10μmolL-1 EACTC进行电化学过滤，氧化通量为1251±28μmolh-1 m-2。在2.5 V电压下，用CNT过滤阴极替换Ti阴极可使EACTC的氧化通量增加1.3倍。电化学过滤过程对于EACTC的降解和基于液相色谱时间的抗菌活性的降低是有效的。飞行质谱（LC-TOF-MS）分析和发光细菌测试。 300分钟内的高氧化通量（1212-1263μmolh-1 m-2）和2.5 V电压下可承受的成本（0.25 kWh m-3）表明，电化学过滤系统的潜在应用是EACTC的有希望的单元降解。这些发现为旨在有效去除抗生素四环素水解产物的新型连续流过滤系统的合理设计原理提供了新见解。

  • 原文来源：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31812051
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相关报告

  • 《细菌被石墨烯过滤器捕获并终止》
    • 来源专题：纳米科技
    • 编译者：郭文姣
    • 发布时间：2019-10-08
    • 空气传播的细菌可能会看到看起来像是舒适的粗毛地毯，可以在上面安顿下来。但这是一个陷阱。 赖斯大学的科学家已经将其激光诱导的石墨烯（LIG）转变为自我消毒的过滤器，该过滤器可以将病原体从空中捕获，并用小脉冲的脉冲将其杀死。 化学家詹姆斯·图尔的赖斯实验室开发的柔性过滤器可能对医院特别感兴趣。根据疾病预防控制中心的数据，患者在住院期间有三分之一的机会获得潜在的抗生素耐药性感染。 美国化学学会期刊ACS Nano中描述的设备可捕获由小滴，气溶胶和颗粒物携带的细菌，真菌，孢子，病毒，内毒素和其他生物污染物。 然后，过滤器会通过定期加热到摄氏350度（华氏662度），足以消灭病原体及其有毒副产物，来防止微生物和其他污染物的扩散。过滤器需要很少的功率，并在几秒钟内加热和冷却。 LIG是纯原子薄碳片的导电泡沫，是通过用工业激光切割机加热普通聚酰亚胺片的表面而合成的。 Tour实验室在2014年发现的过程导致了电子，摩擦纳米发电机，电催化，水过滤甚至艺术品的一系列应用。 使其适合用作过滤器意味着在聚酰亚胺的两侧激光构建石墨烯，从而留下聚合物的精细三维晶格以增强石墨烯泡沫。在不同温度下进行激光构建会形成厚厚的石墨烯纤维林，其下方具有较小的相互连接的薄片。 像所有纯石墨烯一样，泡沫可以导电。通电后，焦耳加热会将过滤器的温度提高到300 C以上，不仅足以杀死被困的病原体，而且还分解出有毒的副产物，这些副产物可以喂食新的微生物并激活人体免疫系统。 研究人员建议，一个单独的，定制的LIG过滤器可能会足够高效，以取代目前联邦医院通风系统标准所要求的两个过滤床。 托尔说：“如此多的患者被细菌及其代谢产物感染，例如在医院就可能导致败血症。” “我们需要更多的方法来对抗细菌和其下游产品的空中传播，这可能会引起患者严重反应。 LIG过滤器的作用是：“某些此类产品（如内毒素）需要暴露于300摄氏度的温度下才能使其失活。” “这可以大大减少患者之间细菌生成的分子的转移，从而降低最终住院的费用，并减少这些病原体的疾病和死亡。” 实验室使用商业真空过滤系统对LIG过滤器进行了测试，以每分钟10升的速度吸入空气90小时，并发现焦耳加热成功地过滤了所有病原体和副产物的过滤器。与未加热的对照LIG过滤器不同，将用过的过滤器再孵育130小时后，发现加热的单元上没有随后的细菌生长。 莱斯大学二年级大学生约翰·李（John Li）与博士后研究员迈克尔·斯坦福大学（Michael Stanford）共同发表论文说：“在LIG过滤器下游的膜上进行的细菌培养实验表明，细菌无法渗透到LIG过滤器中。” 斯坦福大学指出，杀菌功能“与传统过滤器相比，可以减少LIG过滤器需要更换的频率”。 ——文章发布于2019年10月7日
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  • 《科学家研发出可用于清洁水源的超快速纳米过滤器_》
    • 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：2018-09-25
    • 来自澳大利亚的研究人员们设计出一种纳米快速过滤器。与现有技术相比，该过滤器清洗脏水的速度比其快100倍。 设备易于扩大规模生产。该技术采用了自然生长在液态金属上的纳米结构。 皇家墨尔本理工大学(RMIT)和新南威尔士大学(UNSW)的研究人员是这一创新的缔造者，他们证明了以超快速度过滤水中的重金属和油是可以实现的。 如图所示为一种表面长有片状氧化铝化合物的金属液滴。每个0.03mm的薄片由大约20,000个纳米片堆叠而成。图片来源：RMIT RMIT的研究员Ali Zavabeti博士说，水污染仍然是全球面临的重大挑战之一——每9个人中就有1个人家里没有干净的水。 Zavabeti说：“重金属污染会导致严重的健康问题，尤其儿童更易受到伤害。” 我们的新型纳米过滤器具有可持续性、环保性、可扩展性且成本较低。我们已经证明它可以去除水中的铅和油，但我们也知道它有可能对其他常见污染物也有效。以前的研究已经表明：我们所用的材料可有效吸收汞、硫酸盐和磷酸盐等污染物。随着进一步的开发和商业支持，这种新型纳米过滤器可成为解决脏水问题廉价且超快的解决方案。 研究人员开发的液态金属化学工艺具有广泛的应用前景，包括：电子、膜、光学和催化等领域。 “该技术具有重要的工业价值。因为它可以很容易地进行升级，液态金属可以重复使用，而且这个过程只需很短的反应时间且所需温度较低，”Zavabeti说。 项目负责人为Kourosh Kalantar-zadeh教授，他还担任澳大利亚研究理事会荣誉教授、澳大利亚研究理事会荣誉研究员和新南威尔士大学化学工程教授，他表示：该过程中所利用的液态金属化学能够使不同形状的纳米结构得以生长，或者可应用于纳米过滤器原子级别厚度的片材或纳米纤维结构。 传统上生长这些材料是功率密集型，需要高温、大量的加工时间并需使用有毒金属。而液态金属化学避免了所有这些问题，因此它是一个很好的替代品。 它的运行机制是怎么样的呢？ 突破性的技术具有四个特点：可持续性、环保性、可扩展性、成本较低。研究人员通过将镓基液态金属与铝相结合来制造合金。当该合金暴露于水中时，纳米级的片状氧化铝化合物在表面上自然地生长。这些原子薄层比人类头发细10万倍，其以褶皱方式重新堆叠，使其具有高度多孔性。这种特性使得水能够快速通过，氧化铝化合物负责吸收污染物。 实验表明：由堆叠的原子薄片制成的纳米过滤器，可有效去除被污染且超过安全饮用水平13倍的铅，并且其十分擅于从水中分离油。 该过程不会产生浪费。液态金属只需铝和水就能重新用于新的纳米结构上。研究人员开发的方法可用于生长纳米结构材料，如超薄片材和纳米纤维。这些不同的形状具有不同的特征。纳米过滤器实验中使用的超薄片具有高机械刚度，而纳米纤维是高度半透明的。生长具有不同特性材料的能力有利于实现定制不同形状，以增强它们在电子、膜、光学和催化等多领域所需的不同性质。
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