拜海葵为师 新型纳米颗粒“减负”废水净化

在目前的废水处理过程中，大多数方法需要多个繁琐步骤来消除水中不需要的胶体、离子和有机化学物质。日前，科学家们发明了一种新的纳米颗粒材料，这种材料在净化废水时具有双重作用，可以在同一个步骤中过滤掉微小颗粒物和化学溶解物质，从而简化了整个废水处理过程。

为了去除废水中多余的颗粒物，研究人员常使用诸如FeCl3之类的凝结剂来富集富集小颗粒物，形成沉淀沉到水的底部，从而起到过滤的作用。由北京大学赵华章教授和耶鲁大学Menachem Elimelech教授领导的联合研究团队不满足于此，他们想要试图制造出同时去除离子和有机化学物质的混凝剂。但是制造既能溶解化学物质又能在不沉淀或形成凝胶的情况下储存的材料并非易情，研究团队遇到了困难。

“就在一筹莫展之际，海葵的行为模式闪现在我们脑海中。” 赵华章说。海葵这种生物在休息时会蜷成一团，触手缠绕在身体里。当想吃东西的时候，它们会把自己的身体翻转过来，露出捕食用的触须作为诱饵，吸引猎物上钩。研究人员意识到，他们可以通过制造含有油脂的有机基团和极性硅酸铝复合物外壳的纳米颗粒来模拟这种行为。当pH值低于4时，这种颗粒处于闭合状态，但当水体的pH值较高时，例如在废水中，水包围的铝硅酸盐复合物会将颗粒拉开，露出其触手状的有机内部结构。

在废水处理的测试中，这些颗粒形成的沉淀，能够过滤掉90%以上的胶体颗粒。不仅如此，由于与溶解物质的静电作用和疏水作用，该类型的颗粒还除去了90%的硝酸盐和90%的溶解有机污染物。

 “去除大型有机化合物和小型离子污染物的能力对于水处理行业具有极大的吸引力。”莱斯大学水处理技术专家李琪琳说，“这一新方法能够改变并提升我们近百年来沿用的传统废水处理模式。” 赵华章表示，目前这种纳米凝固剂仍处于早期开发阶段。“在未来的应用中，我们需要用更进一步的试点试验，来探索这种凝固剂的可行性，并进一步优化操作参数和条件。”赵华章说。