Вчені зі Стенфордського університету розробили дешевий метод очищення води за допомогою порошку та сонячного світла. Існуючі технології очищення води за допомогою хімічних речовин можуть залишати токсичні побічні продукти, а також витрачають багато ресурсів, пише SEEDS. Новий підхід заснований на додаванні в забруднену воду нешкідливого металевого порошку, який поглинає як ультрафіолетове випромінювання, так і світло сонця. Результати дослідження вчених опубліковані у журналі NatureWater.
Порошок складається з наночастинок оксиду алюмінію, сульфіду молібдену, міді та оксиду заліза. Потім суміш піддають дії сонячних променів. Після поглинання сонячних фотонів каталізатор із сульфіду молібдену дозволяє фотонам витісняти електрони. Потім вивільнені електрони вступають у реакцію з водою, створюючи перекис водню та гідроксильні радикали. Ці сполуки швидко знищують бактерії, ушкоджуючи клітинні мембрани.
В експерименті з 200-мілілітровою склянкою води, забрудненою приблизно мільйоном бактерій кишкової палички на мілілітр, усі патогени були знищені протягом 60 секунд після додавання порошку. Хімічні побічні продукти, що утворюються за допомогою сонячного світла, швидко розсіялися. При цьому порошок придатний для вторинної переробки: оксид заліза дозволяє видаляти наночастинки з води звичайним магнітом. У випробуваннях той самий порошок використовували 30 разів для обробки 30 різних зразків забрудненої води.
Wu, T., Liu, B., Liu, C. et al. Solar-driven efficient heterogeneous subminute water disinfection nanosystem assembled with fingerprint MoS2. Nat Water1, 462–470 (2023). https://doi.org/10.1038/s44221-023-00079-4
Although heterogeneous water disinfection can avoid secondary pollution and other shortcomings in homogeneous systems, its low disinfection efficiency seriously hinders its development. Here we successfully address the aforementioned issues of heterogeneous disinfection by developing discrete nanoflakes of (Al2O3@v-MoS2)/Cu/Fe3O4. Three exciting features are integrated into such a novel structure: bifacial vertically aligned nanofingerprint MoS2 grown on both sides of the light-transparent Al2O3nanoflakes that can largely absorb sunlight, where both sides can operate simultaneously; a Cu-MoS2 junction that enhances charge separation for the efficient generation of reactive oxygen species; and magnetic Fe3O4 nanoparticles that have magnetic separation capability and conveniently regenerate after disinfection. The (Al2O3@v-MoS2)/Cu/Fe3O4 nanostructures reported herein exhibit outstanding water disinfection with thorough inactivation of over 5.7 log10 colony-forming units ml−1Escherichia coli within 1 min in real sunlight (the system thermal effect has little impact on disinfection performances) as well as facile separation and stable long cycle reuse, demonstrating broad application prospects.
Також читайте
ТОП коментованих за тиждень