乌贼骨+棉花,可吸附99.8%微塑料!

2024-12-09 09:01:35 来源:生物降解材料研究院 阅读量:13665 评论
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  11月29日,武汉大学资源与环境科学学院邓红兵教授团队与华中科技大学周雪教授团队携手取得重要科研突破,成功研制出一种可重复使用且可生物降解的新型全生物质纤维海绵。相关研究成果日前发表在国际学术刊物《科学进展》上。
 
 
  图一,用于去除微塑料的可持续自组装超分子生物质纤维泡沫。(A)纤维素和β-甲壳素无交联制备自组装超分子生物质泡沫的途径。(B)由于活性官能团丰富,生物质纤维泡沫通过多级相互作用(物理拦截、静电吸附和多重分子间相互作用)去除微塑料。
 
 
  图为全生物质纤维海绵吸附多种微塑料后的电镜图片,彩色部分为微塑料、灰色部分为海绵。(研究团队供图)
 
 
  武汉大学资源与环境科学学院博士后 吴洋:我们的研究发现,乌贼骨甲壳素结晶形态与龙虾壳甲壳素不同,具有更高的反应活性,更容易被制成海绵,可以吸附更多微塑料。我国乌贼捕捞量巨大,被当作废弃物的大量的乌贼骨可以作为提取甲壳素的原料,制作效率更高的全生物微塑料吸附海绵。
 
  这种海绵由废弃乌贼骨提取的甲壳素和棉花制成,具有多孔结构和丰富的表面官能团在处理水中微塑料污染方面表现卓越。研究团队利用灌溉水、湖水、海水和池塘水四种实际水源的样本对材料性能进行了评估,发现这种材料的吸附能力基本上不受水中无机颗粒、重金属、有机污染物和微生物的影响,确定了其在实际水域中的稳定性。研究显示,这种新型全生物质纤维海绵在第一次吸附循环中可以去除水中99.8%的微塑料,五个循环后,仍保持了超过95%的去除率,表明它具有良好的可重复使用性。
 
  微塑料污染已成为全球性的环境挑战,对水生生态系统及人类健康构成严重威胁。这种新型全生物质纤维海绵的出现,无疑是在环保材料领域的一大亮点。
 
  值得一提的是,该海绵不仅具有出色的吸附性能,还具备可重复使用和可生物降解的特性。在吸附饱和后,通过特定的处理工艺,海绵能够轻松地脱附再生,可多次循环使用,大大降低了处理成本和资源消耗。而当海绵达到使用寿命极限后,其可在自然环境中逐渐生物降解,不会像传统吸附材料那样留下二次污染隐患,真正实现了从使用到废弃全过程的环境友好。
 
  邓红兵教授表示,生物质材料是解决水中微塑料污染这一复杂问题有效、经济的方案,这种全生物质纤维海绵制备方式简单,具有大规模生产的潜力,有望在不久的将来应用到现实生活中的大规模水处理或家用净水器内。周雪教授也提到,跨校团队的合作在此次研究中起到了关键作用,不同学科背景的专家和研究人员相互协作、优势互补,才使得这一综合性强、技术难度高的研究得以顺利推进。
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