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由PET瓶开发的吸附材料 用于去除水中的抗生素

韩国,由于其大量使用抗生素,被归类为存在多重耐药细菌或所谓“超级细菌”的高风险国家。根据环境部,在牲畜废水处理设施,污水处理厂和河流中已检测到抗生素物质。

韩国科学技术研究院宣布,由KIST水循环研究中心的研究人员Jung Kyung-won和Choi Jae-woo带领的研究小组已经使用PET废液瓶开发了一种高效吸附材料。新材料有望帮助解决由于抗生素渗入水中而引起的环境毒素和耐药菌问题。

当前,最有效地从水中去除抗生素的方法是使用多孔碳复合材料,该复合材料是通过热解金属有机骨架(MOF)合成的。多孔碳复合材料在水中吸收抗生素,从而将其去除。然而,由于通常用于合成MOF的有机配体非常昂贵,因此成本是该方法通过大量生产而广泛,实际应用的主要障碍。

为了开发更具成本效益的解决方案,KIST研究团队将注意力转向了人们日常生活中使用的PET瓶。PET是通过将乙二醇和对苯二甲酸聚合而获得的高分子化合物,后者被用作MOF合成的有机配体。KIST研究小组从PET废液瓶中提取了高纯度有机配体,并用其合成了高效吸附材料,该材料可以以对环境和经济有利的方式有效地从水中去除抗生素。

在开发这种吸附剂材料的过程中,使用了碱性水解过程来引发中和反应,从而产生了高纯度的对苯二甲酸。为了最大程度地提高碱性水解过程的效率,研究团队采用了超声辅助相转移催化剂工艺。通过优化此过程,该团队能够成功提取100%高纯度对苯二甲酸,然后他们将其用于开发多孔碳复合材料。铁基MOF用作前驱体,以赋予吸附材料磁性。通过这种方式,该团队得以开发出一种生态材料,该材料可以在吸附过程之后利用外部磁场轻松地从混合物中分离出来。

KIST研究小组就多孔碳复合材料从水中吸附“四环素”(即用于治疗细菌感染的抗生素)的能力进行了测试。测试表明,这种新开发的材料能够在一般水条件(pH 6)下约90分钟内去除100%的四环素,其吸附速率为671.14 mg / g,优于先前开发的吸附剂。 。为了评估多孔碳复合材料的可重复使用性,吸附-解吸过程进行了五次。即使重复使用,该材料仍保持其90%的吸附性能,表明其高度的稳定性和广泛的水处理适用性。

郑京韩元博士KIST说,“这多孔碳纤维复合材料,适用于广泛的水治疗领域,因为它使用废塑料,以防止对环境的污染,并保持它的高吸附性能,即使重复使用后。”

KIST的Choi Jae-woo博士说:“ 通过这项研究开发的多孔碳复合材料适用于从生态材料到能源材料的各个领域,我希望它将很快被视为具有附加值的生态材料。材料。”

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