Med det økende vannforurensningsproblemet har små molekylære organiske miljøgifter, som organiske fargestoffer og legemidler og personlige pleieprodukter (PPCP), blitt en av de viktigste kildene til vannforurensning. Disse miljøgiftene utgjør en alvorlig trussel for både økosystemer og menneskers helse, noe som gjør utviklingen av effektive vannbehandlingsteknologier spesielt viktig. Lavtrykksmembranteknologi, som en mye anvendt metode for dyp behandling av avløpsvann, har et stort potensiale i å fjerne miljøgifter fra vann. På grunn av den relativt store porestørrelsen på lavtrykksmembraner, sliter de imidlertid med å effektivt fjerne små molekylære organiske miljøgifter.
I denne sammenhengen har Carbon Nanotube (CNT) -teknologi dukket opp som en lovende løsning. Karbon nanorør, med sitt usedvanlig store spesifikke overflateareal og utmerkede adsorpsjonsegenskaper, er ideelle materialer for å fjerne små molekylære organiske miljøgifter. Selv om CNT-er har dårlig spredning i vandige oppløsninger og har en tendens til å agglomerat, kan ikke-kovalent funksjonalisering forbedre spredningen og forbedre adsorpsjonskapasiteten. Ved ikke-kovalent funksjonalisering av CNT-er, kan forskere ikke bare forbedre effektiviteten i vannbehandling, men også unngå de økologiske risikoene som utgivelsen av CNT-er utgjør i miljøet.
Studier har vist at stoffer som huminsyre (HA), natriumalginat (SA), natriumdodecylsulfat (SDS) og polyetylenglykol (PEG) brukes til ikke-kovalent funksjonalisering av CNT-er. Disse teknikkene endrer overflateegenskapene til CNT -er, og forbedrer deres spredning og adsorpsjonskapasitet i vandige oppløsninger. Funksjonaliserte CNT-er blir deretter brukt til å fremstille lavtrykksmembraner, noe som betydelig forbedrer membranens effektivitet i å fjerne små molekylære organiske miljøgifter.
Forskning indikerer at funksjonaliserte CNT-lavtrykksmembraner effektivt kan fjerne kationiske og anioniske fargestoffer, så vel som PPCPs, under dynamiske filtreringsprosesser. Ulike typer CNT-er, for eksempel MWCNT, MWCNT-COOH og SWCNT, viser varierende fjerningseffektivitet for forskjellige miljøgifter. For eksempel er MWCNT -membraner mest effektive til å fjerne bisfenol A, mens SWCNT -membraner viser utmerket fjerningsytelse for forskjellige organiske fargestoffer og PPCPs.
Ytterligere studier har undersøkt hvordan løsningsfaktorer (for eksempel pH -verdi og ionestyrke) og overflatefunksjonaliseringsbehandlinger (som HA, SDS og SA) påvirker fjerningsytelsen til CNT -membraner. Resultatene viser at pH påvirker fjerning av fargestoffer og PPCPs betydelig. Under alkaliske forhold presterer membranen bedre til å fjerne kationiske fargestoffer, mens sure forhold er gunstigere for å fjerne anioniske fargestoffer.
CNT med lavtrykksmembranteknologi, forbedret ved ikke-kovalent funksjonalisering, forbedrer fjerningseffektiviteten til små molekylære organiske miljøgifter. Denne teknologien løser ikke bare begrensningen av tradisjonelle lavtrykksmembraner for å fjerne disse miljøgiftene, men reduserer også den økologiske risikoen for CNT-er i miljøet. Med kontinuerlige fremskritt innen teknologi, har CNT lavtrykksmembraner stort potensiale for fremtidige anvendelser i vannbehandling, spesielt innen industrielt avløpsvann og kommunale kloakkbehandlingsprosesser.
