科學家打造出能捕捉溶解在水中的二氧化碳的”納米罐”
據外媒報導,大氣中的二氧化碳在環境問題上備受關注,但其中大部分最終進入海洋並使海洋酸化。 現在,科學家們創造了「納米罐」,它可以很容易地從水中捕獲這種污染物和其他污染物。 這些納米罐是由銅離子、吡唑基團和氫氧根組成的重複單元分子,懸浮在有機溶劑中。
當它們遇到帶-2電荷的離子時–其中包括鉻酸鹽、砷酸鹽、磷酸鹽和碳酸鹽等幾種主要污染物–這些分子將包圍目標進而使其中和。
“我們已經證明,我們可以將鉻酸鹽和砷酸鹽提取到低於美國環境保護局允許的飲用水水準–非常非常低的水準,”參與該專案的科學家Gellert Mezei說道。
之後,納米罐可以相對容易地從水中取出,因為溶劑漂浮在水面上並在表面形成一層。 最後,一旦納米罐的溶劑從水體中除去,只需一種弱酸就能解開納米瓶並釋放出捕獲的離子。 這些可以被安全處理或回收成有用的產品。
這些納米罐還可以定製從而針對不同的離子。 使用一個吡唑可以製造出用來追蹤任何帶-2電荷的離子的納米罐,但使用兩個由丙烯連接的離子可以更強地鎖定硫酸鹽。 使用兩個跟乙烯相連的吡唑則能更好地跟碳酸鹽結合,而碳酸鹽是一種特別重要的污染物。
當大氣中的二氧化碳溶解在水中時,它會形成重碳酸鹽離子,過多的重碳酸鹽離子會改變水的化學性質從而使水變得更酸。 這反過來又對水生環境造成了破壞、擾亂了整個生物過程,甚至溶解了一些海洋生物。 另外,它甚至還會導致進一步的大氣排放。
找到清除這些污染物的方法很重要,但研究小組提醒說,納米罐仍處於開發的非常早期階段。 如何將它們潛在地擴大到現實世界中使用將是進一步需要展開的工作的主題。
Mezei說道「這種從水中及間接從大氣中去除二氧化碳的過程是否能跟其他技術競爭我還不知道。 還有很多方面需要考慮,並且這是一件棘手的事情。 ”