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研究人員利用光線去除廢水中的有毒染料

2019/09/18
德州理工大學(Texas Tech University)的研究人員指出,在使用《可見光》(visible light)的過程中,他們發現一種可去除廢水中有毒染料污染物的新方法。【《可見光》指的是電磁波譜中人眼可以看見(感受得到)的部分】
 
當進行布料染色工序時,最後處理階段之一是洗滌工序,這有助於布料定色,並去除布料上多餘的染料。但據估計,該工序每年可能會產生高達20萬噸含有殘餘合成染料和顏料汙染物的廢水。
 
鑒於傳統廢水處理工序低效且不環保,以及染料通常設計用於耐光線、溫度和洗滌劑等,因此大多數染料殘存於環境不易分解,該種用於清潔有毒物質的方式正是目前所需的創新技術。
 
以前,分解染料的過程主要是透過紫外線(UV)的使用。但現在,與化學工程和機械工程系的研究人員合作,德州理工大學環境毒理學系(Texas Tech Department of Environmental Toxicology)教授Seshadri Ramkumar和博士候選人Lihua Lou找到一種分解染料的方法,就是透過特殊奈米纖維網來過濾水,之後將其暴露在《可見光》下 - 該過程稱為《光降解》(photodegradation)。
 
對於該研究,Lou將奈米微粒添加進聚合物溶液中,然後透過靜電紡絲技術紡成奈米纖維。當合成的奈米微粒/奈米纖維網浸泡在含有羅丹明B(RhB)的紅色染料水時,會發生化學反應。
 
研究人員發現,80%的羅丹明B在6小時內會被降解,剩下的20%會緩慢降解,在49天後則完全消失。
 
Ramkumar指出:「該項研究主要專注於去除有毒染料,因為它對紡織業來說,是一個持久的挑戰」。
 
去除色彩化合物是廢水處理廠面臨最困難的任務之一,因為染料和顏料不易進行生物降解。這也是最重要的任務之一,這些染料可能對人類生態系統構成威脅。
 
Lou解釋道:「有些染料會高度引起基因永久突變和毒性。羅丹明B是一種高度水溶性化合物,廣泛用於紡織品的著色劑。然而,含有 羅丹明B的廢水可能會刺激人類和動物的皮膚、眼睛和呼吸道引起發炎。此外,還有一些健康問題,如神經毒性(neurotoxicity)、致癌性(carcinogenicity)、生殖毒性(reproductive toxicity)和發育毒性(developmental toxicity),以上皆是由含有羅丹明B廢水所引起」。
 
基於這幾個原因導致的結果是很重要。除了奈米微粒/奈米纖維網成功去除染料之外,使用《可見光》去除染料也可以做到這一點,不會產生過多的二次污染。
 
Ramkumar補充道:「我們的研究涉及多門學科,並且解決了全球紡織業一個重要問題。在完成《光降解》的過程後,可以很容易地去除水中的合成材料,而不會殘留太多的有害物質」。
 
 

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