由植物原料加工製成的多孔吸附材料可吸附淨化水中的藥物污染
2023/06/30 @國際
摘要
瑞典斯德哥爾摩大學的研究人員開發了一種由植物中天然存在的分子鞣花酸製成的多孔吸附材料，可用於捕獲和分解當地都市廢水中發現的藥物化合物，移除對環境有害的廢水藥物汙染。該研究發表在科學期刊《Nature Water》上。
示意圖
水在生態系統平衡和保護地球生物多樣性方面發揮著重要作用。雖然許多水污染物會在傳統污水處理廠中被去除，但許多有機污染物(EOC)的去除則相當具有挑戰性。EOCs的來源包含了藥品和個人護理用品、染料、動植物用藥和工業產品等。有研究顯示，在104個國家/地區的1,052個測試地點中，超過四分之一發現了濃度對環境有影響疑慮的藥物污染。因此，汙水處理廠需要更有效的技術去除活性藥物成分等污染物質。
利用吸附劑清除汙染物質是一個常用的方法，理想的EOC吸附劑應具有高孔隙率，即使在濃度非常低的情況下也能最大程度的與目標相互作用，在工作條件下表現出良好的穩定性，最好由環保成分製成並且生產成本低廉。然而，常用的無定形吸附劑如活性炭，具有結構不明確和去除效率通常有限的缺點。多孔隙材料如金屬有機骨架( Metal-organic Frameworks, MOFs )，則具有高表面積以及特定的孔徑結構，可以在骨架和目標吸附物之間形成有利的相互作用，促進污染物的選擇性分離。大多數 MOF 都是使用合成有機分子製成的，但瑞典斯德哥爾摩大學的研究人員使用植物中天然存在的分子鞣花酸（Ellagic acid）開發出新型多孔MOF，可用於捕獲和分解都市廢水中發現的藥物分子。
鞣花酸是一種從樹皮和果皮等植物材料中分離出來的化學物質，為單寧(tannin，又稱鞣酸)的主要結構單元之一，單寧常見於水果和樹皮中，是繼木質素之後第二大天然芳香分子來源。透過將從石榴皮或樹皮中萃取的鞣花酸與鋯離子(zirconium ions)結合，研究人員開發了一種新的多孔MOF，命名為SU-102，研究團隊利用SU-102進一步處理當地廢水處理設施中淨化的水，結果顯示SU-102 去除了許多未被廢水處理設施完全去除的藥物污染物，並可同時作為光觸媒(光催化劑)，利用光分解特定污染物。研究人員表示，希望有一天 SU-102 能夠更大規模的用於其他環境污染防治方面的應用。【延伸閱讀】- 新型微生物菌株A6可幫助處理水污染
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