科学家开发低成本过滤器 利用植物废料去除水中的重金属

摘要:

当从花生和葵花籽中提取食用油时,会留下一种被称为油籽粕的废品。一项新的研究表明,从油籽粕中获取的蛋白质可用于过滤受污染水中的重金属。最近的研究是由新加坡南洋理工大学(NTU)和瑞士苏黎世联邦理工学院的科学家们进行的。

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他们首先从花生和葵花籽粕中提取蛋白质,然后将蛋白质链缠绕在一起,形成纳米级的绳状结构,称为蛋白质淀粉样纤维。这些纤维素然后与活性碳结合,形成混合过滤膜。

当这些膜被用来过滤被铅、铂和铬污染的水时,发现它们可以去除高达99.89%的这些重金属,使水达到国际饮用水标准。这种效果主要是由于纤维素起到了“分子筛 ”的作用,吸引并捕获了经过的重金属离子。

根据科学家们的计算,只需要16公斤的向日葵蛋白就可以过滤等量的被铅污染的奥林匹克规模的游泳池。当膜确实被困住的金属所饱和时,它们可以被烘干,然后被烧掉。这样做将破坏纤维素,但留下金属,允许更有价值的金属(如铂)被回收。

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此外,蛋白质淀粉样纤维在使用时仍留在膜中,而不是被释放到过滤的水中。这是一个重要的事实,因为淀粉样蛋白在体内形成和积累时,会导致组织损伤和器官衰竭。

现在人们希望,一旦进一步开发,过滤膜可以成为反渗透等传统技术的低成本替代品,因为反渗透技术不仅更昂贵,而且还需要电力来源。作为一个额外的好处,这种膜将为油菜籽粕提供另一种用途,这种油菜籽粕有时被用作动物饲料,但往往只是被丢弃。

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新加坡南洋理工大学的Ali Miserez教授和瑞士苏黎世联邦理工学院的Raffaele Mezzenga教授一起领导了这项研究。Miserez说:“我们基于蛋白质的膜是通过一个绿色和可持续的过程创造的,并且几乎不需要电力来运行,使它们可以在全世界使用,特别是在欠发达国家。我们的工作将重金属放在了它的位置上--作为一种音乐类型,而不是饮用水中的污染物。”

这项研究在最近发表于《化学工程杂志》的一篇论文中进行了描述。

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