哈利法大学的一组研究人员使用氧化石墨烯和碳纳米管开发了一种可持续的绿色膜，可以安全有效地去除废水中多余的营养物质。
 
Shadi W. Hasan 博士，哈利法大学化学工程系主任Fawzi Banat 教授，博士后研究员 Hanaa Hegab 博士，研究科学家 Vijay Wadi、研究生 Hiyam Khalil 和 Lobna Nassar 开发了一种膜，该膜具有在实际废水处理应用中实际应用的潜力。
他们在《npj Clean Water》上发表了他们的研究结果。
高水平的养分听起来像是对生态系统有益，但当环境出现过多的养分输入时，也就是所谓的富营养化、藻类大量繁殖和缺氧水域会杀死鱼类和海草，从而在生态系统中引发连锁反应。分解植物物质产生的大量二氧化碳使水酸化，减缓鱼类和贝类的生长。富营养化也是一种威胁——商业和休闲渔业捕捞量的减少意味着收成减少和海产品价格上涨。
“排入地表水、河流和水库的营养物质（包括氮和磷）大量积累会加速富营养化并对水生生态系统造成巨大破坏，”哈桑博士说。“我们需要控制营养水平并开发创新技术来处理水并去除多余的营养。”

 
几种处理技术已经存在。可以通过氯化或硝化等方法以化学方式去除氮，也可以使用生物方法。但是，每个都有其局限性。化学方法会引入不需要的副产品，而生物处理需要更长的时间并且在氮的使用方面效率低下。此外，没有可用的方法提供完全的水净化。
然而，新型膜技术可能是解决方案。KU 研究团队开发了一种复合聚乳酸 (PLA) 和纳米材料膜，用于去除废水中的营养物质。
膜通过吸附起作用。研究团队使用带正电荷的功能化多壁碳纳米管/氧化石墨烯杂化纳米材料，同时去除废水中的氮（如氨）和磷，同时提高透水性。营养物质通过收集在膜表面的纳米管孔中而被过滤掉。
这种膜的透水性是一个问题。随着更多的营养物质被吸收和收集，通过的水量减少。然而，研究小组的膜即使在过滤营养物时也能提供高水通量。碳纳米管显着提高了膜的抗拉强度，而氧化石墨烯则提高了热稳定性、抗拉强度，并提供了抗菌性能。这支持水通量并为最终产品提供亲水性。
虽然氧化石墨烯和碳纳米管在净水方面的作用在文献中有详细记载，但将两者结合为纳米杂化物的研究还很有限。
“在对文献进行全面审查后，我们的研究小组率先报告了这种复合 PLA 膜的制造，用于去除合成废水和实际废水中的营养物质，”Hasan 博士说。


含有高浓度氮和磷等营养物质的废水是不可避免的，因此可持续和绿色的过滤方法至关重要。
“我们的结果证实了这种膜在实际废水处理应用中的实际应用潜力，并且可以为高效和可持续的营养物去除方法打开大门，”哈桑博士说。下一步是扩大膜的商业化规模。
  
摘自《The Graphene Council》网站