使用光线净化水

Jeremy Rehm

通过使用光，一种原型绿色材料能够在1小时内净化出足够4个人喝1天的水量。在试验中，它几乎可以将10升水中的细菌全部杀死，研究人员就此在2月17日出版的《Chem））杂志上作了报告。

这种新型二维石墨相氮化碳（graphitic carbonnitride）薄片是一种光催化剂：当受到光照时，它释放电子以形成能够消灭细菌的破坏性氧基化合物。这种设计避免了其他类似科技的误区。如今大多数有效的催化剂中都含有金属，它们可以作为有毒的污染物渗入水中。另外一些不含有金属，就像这种新型二维薄片，但是效率不高，主要是因为它们将电子束缚得太紧。

来自悉尼科技大学的材料科学家Guoxiu Wang及他的同事们创造出了超薄的石墨相氮化碳片，并且加入了类似酸与酮等化学基团，它们可以将电子诱向薄片边缘。在那里电子跳上水中的氧原子形成诸如过氧化氢这样的消灭细菌的含氧化合物。

这种设计可在50升的水样本中杀死99.999 g%的细菌，包括大肠杆菌。其效率与最好的金属基催化剂相同。同时，在消灭细菌的速度上也比此前最好的不含金属的光催化剂快得多，新材料只需30分钟就可以完成老材料1个小时的工作量。

研究團队之后将纳米片附着于塑料袋的内表面，它可以在1个小时之内净化10升水。

“我们的动机是为了给那些没有中心净水供给的不发达或者遥远地区提供一种有效利用阳光获取纯净水的方法。”Wang说道，特别是这种碳与氮的合成物做出的材料在成本上应该还比较低廉。研究人员下一步打算同工程师们一起扩大设计方案，以便其能更好地投入商业用途中。

王麒 译自 《科学新闻》（Science News） 2019年3月16日