可重复使用的水处理颗粒有效地消除了BPA
莱斯大学的科学家们已经开发出一种类似于维纳斯捕蝇草的治水微粒捕蝇器的东西。在水稻环境工程师佩德罗·阿尔瓦雷斯(Pedro Alvarez)的实验室中制造出了微米大小的球体，用于捕捉和破坏双酚A (BPA)。双酚A是一种合成化学物质，用于制造塑料。
BPA通常被用于食品罐、瓶盖和供水管道的内部，曾经是婴儿奶瓶的组成部分。虽然在低剂量的情况下，双酚a渗入食品和饮料中被认为是安全的，但长期接触双酚a被怀疑会影响儿童的健康并导致高血压。好消息是活性氧(ROS)——在这种情况下是羟基自由基——对BPA来说是坏消息。廉价的二氧化钛在紫外线照射下会释放活性氧。但是由于氧化分子会迅速褪色，BPA必须足够接近来攻击。
这就是陷阱的由来。近距离观察，这些球体呈现出花朵般的二氧化钛花瓣。柔软的花瓣为水稻研究人员固定环糊精分子提供了充足的表面积。环糊精是一种温和的糖基分子，常用于食品和药品中。它具有双面结构，具有疏水(避水)腔和亲水(吸引水)外表面。双酚a也是疏水的，自然会被腔体吸引。一旦被捕获，由球体产生的活性氧就会将BPA降解为无害的化学物质。
在实验室中，研究人员确定每升污染水中200毫克的球体在一小时内降解了90%的BPA，这个过程如果使用未经强化的二氧化钛需要两倍多的时间。这项工作适用于由水稻和国家科学基金会支持的纳米水处理中心开发的技术，因为纳米水处理球是由二氧化钛纳米片自组装而成的。“文献中报道的大多数过程都涉及纳米颗粒，”莱斯大学研究生、论文主要作者张丹宁说。“这些粒子的大小不到100纳米。由于它们体型很小，很难从水中悬浮物中恢复过来。
大米颗粒要大得多。当一个100纳米的微粒比人的头发小1000倍时，增强的二氧化钛只有3到5微米，只比同样的头发小20倍。“这意味着我们可以使用带有薄膜的低压微滤技术将这些颗粒回收再利用，”张说。“它节省了很多能源。”由于活性氧也会磨损环糊精，在持续400小时的紫外线照射后，这些球体开始失去它们的捕获能力。但一旦恢复，它们就可以很容易地充电。“这种新材料有助于克服光催化水处理的两个重要技术障碍，”阿尔瓦雷斯说。“首先，它通过减少水中的非目标成分清除活性氧来提高处理效率。在这里，ROS主要用于破坏BPA。他说:“其次，它可以实现低成本的催化剂分离和再利用，有助于降低处理成本。”“这是先进材料如何帮助将学术炒作转化为提高水安全的可行过程的一个例子。”
