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HKU科学家发明了有效的纳米纤维膜来过滤重金属和细菌

发表时间:2019/7/16

香港大学(HKU)的科学家们发明了一种高效、高渗透性的纳米纤维膜,可以有效地过滤水中的各种污染物,特别是重金属和细菌,除了日常使用外,它还具有救灾价值。

由香港大学土木工程系唐楚阳教授领导的一个研究小组发现,这种膜可以快速过滤铅(Pb)、镍(Ni)、镉(Cd)和铬(Cr)等重金属,并可以有效消除大肠杆菌和枯草芽孢杆菌等细菌。膜过滤器易于通过重力驱动的过滤工艺操作,并且可以在用醋冲洗后重复使用。

该发明于今年早些时候在第47届日内瓦国际发明展览会上获得金奖。预计很快能实现技术转让、许可和商业化。该材料有望用于家用净水器和便携式水过滤瓶。

自2014年以来,该研究团队一直致力于开发一种高效膜,以快速过滤水中的污染物和细菌。最新发明的纳米纤维膜是通过电纺技术制造的,该技术利用电力将聚合物溶液喷射到纳米纤维上,将其直径拉伸至10~100nm。它们的不同尺寸使纳米纤维能够处理具有不同性质的各种目标污染物。然后将这些纳米纤维编织成纳米纤维膜。



这种新型纳米纤维膜为过滤水中的重金属和细菌提供了一种高效、方便和廉价的解决方案。用该膜过滤后,饮用水中重金属的浓度显著低于世界卫生组织(WHO)设定的阈值。它还比使用活性炭的商用水过滤器表现更好。在50μg/ L(ppb)的饲料铅溶液中(WHO的饮用水中铅的安全水平为10μg/ L(ppb)或更低),去除效率超过99.9%。通过去除通常用于管道和配件的镍以及其他重金属(例如镉和铬)来实现相同的效率水平。在该过程中几乎完全除去诸如大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的细菌。




该纳米纤维膜在其操作中不需要任何电力或能量输入。它可以多次重复使用,因为只需在醋中冲洗膜就可以去除捕获的污染物。由于膜的原料便宜,因此该纳米纤维膜过滤器的价格预计比市场上使用碳过滤器的类似产品便宜30%~50%。

唐教授介绍说,“这种纳米纤维膜的设计初衷是为了解决重大自然灾害后清洁和饮用水的迫切需求。在地震或海啸之后,通常缺乏可靠的清洁水或电力来源,因此需要一些实用的救灾方案。”展望未来,唐教授和他的团队正在研究扩大纳米纤维膜的功能,以过滤更广泛的污染物并实现快速的水净化。

(来源:粉体网)