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磁性納米粒子能去除水中永久化學物質

2026年08月04日08:11 | 來源:科技日報
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  科技日報北京8月3日電 (記者劉霞)德國埃爾朗根-紐倫堡大學、埃爾朗根大學醫學院,以及巴伐利亞健康與食品安全局的科學家攜手,研發出一種新方法,可利用功能化磁性納米粒子高效去除水中多種永久化學物質。相關論文發表於新一期《今日材料》雜志。

  全氟和多氟烷基物質(PFAS)也被稱為永久化學物質,廣泛存在於日常與工業產品中,是最令人頭疼的污染物之一。這些物質極其穩定,會在環境和生物體內不斷累積,極難從水中清除。

  團隊制備出一種性能獨特的氧化鐵納米粒子,其表面經過功能化設計,能與多種PFAS緊密結合。一旦PFAS附著於這些粒子,隻需一塊磁鐵,便可將其從水中輕鬆“吸走”。

  該技術最突出的優勢在於納米粒子可定制的表面化學特性。憑借不同的功能化處理,氧化鐵粒子表現出迥異的性能:即便面對洗衣廢水、河水等被多種物質和微生物污染的水樣,這種材料依然能夠可靠地去除廣譜PFAS。實驗中所用的氧化鐵納米粒子經磁分離后,還可再生並反復使用。此外,這種材料易於規模化生產,且無毒無害。

  這項新研究拓展了磁性水淨化的應用范圍,將另一類高度相關的污染物——含氟微塑料也納入其中。團隊首次証明,最新方法不僅能對付單個PFAS分子,同樣適用於含氟微塑料。這類微塑料常見於功能性服裝的洗滌磨損,或殘留於化妝品當中。

  團隊還在真實的受污染飲用水源、河水、土壤修復洗滌水,以及戶外紡織品洗滌廢水上對該技術進行了實測。結果顯示,受污染飲用水源中的PFAS濃度降低了87%,已低於德國每升100納克的限值。同時,利用磁分離技術,水中的含氟微塑料也被去除。

  團隊表示,新技術跨越了從分子污染物到微觀顆粒之間的鴻溝,充分凸顯出功能化氧化鐵納米粒子作為水處理多功能、可持續平台的巨大潛力,即使面對成分復雜的混合污染物也毫不遜色。

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(責編:喬璐、孫娜)

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