科學家開發低成本過濾器利用植物廢料去除水中的重金屬
當從花生和葵花籽中提取食用油時,會留下一種被稱為油籽粕的廢品。一項新的研究表明,從油籽粕中獲取的蛋白質可用於過濾受污染水中的重金屬。最近的研究是由新加坡南洋理工大學(NTU)和瑞士蘇黎世聯邦理工學院的科學家們進行的。
他們首先從花生和葵花籽粕中提取蛋白質,然後將蛋白質鏈纏繞在一起,形成納米級的繩狀結構,稱為蛋白質澱粉樣纖維。這些纖維素然後與活性碳結合,形成混合過濾膜。
當這些膜被用來過濾被鉛、鉑和鉻污染的水時,發現它們可以去除高達99.89%的這些重金屬,使水達到國際飲用水標準。這種效果主要是由於纖維素起到了“分子篩”的作用,吸引並捕獲了經過的重金屬離子。
根據科學家們的計算,只需要16公斤的向日葵蛋白就可以過濾等量的被鉛污染的奧林匹克規模的游泳池。當膜確實被困住的金屬所飽和時,它們可以被烘乾,然後被燒掉。這樣做將破壞纖維素,但留下金屬,允許更有價值的金屬(如鉑)被回收。
此外,蛋白質澱粉樣纖維在使用時仍留在膜中,而不是被釋放到過濾的水中。這是一個重要的事實,因為澱粉樣蛋白在體內形成和積累時,會導致組織損傷和器官衰竭。
現在人們希望,一旦進一步開發,過濾膜可以成為反滲透等傳統技術的低成本替代品,因為反滲透技術不僅更昂貴,而且還需要電力來源。作為一個額外的好處,這種膜將為油菜籽粕提供另一種用途,這種油菜籽粕有時被用作動物飼料,但往往只是被丟棄。
新加坡南洋理工大學的Ali Miserez教授和瑞士蘇黎世聯邦理工學院的Raffaele Mezzenga教授一起領導了這項研究。Miserez說:“我們基於蛋白質的膜是通過一個綠色和可持續的過程創造的,並且幾乎不需要電力來運行,使它們可以在全世界使用,特別是在欠發達國家。我們的工作將重金屬放在了它的位置上–作為一種音樂類型,而不是飲用水中的污染物。”
這項研究在最近發表於《化學工程雜誌》的一篇論文中進行了描述。