催化剂降解微塑料

一种可重复使用的磁性催化剂可以分解水中的微塑料……

阿德莱德大学的一个研究小组发明了一种催化剂，可以分解构成微塑料的长聚合物链。其结果是可以溶解在水中的小而无害的分子，整个过程在几个小时内发生。这与塑料通常需要数千年才能分解形成鲜明对比。

由王少斌和他的同事开发的这种新型催化剂的关键是碳纳米管。它们是非常薄的碳原子片，卷成管状，并点缀着氮化合物。剑桥大学的化学工程师Ljiljana fruck在评论这篇论文的结果时说:“当我们考虑降解时，这不仅仅是把它切成更小的碎片，而是真正地降解化学结构。”

微塑料是微小的塑料碎片，直径通常小于5毫米，尽管它们可以小得多。它们通常被添加到化妆品中，比如去角质产品，或者当较大的塑料颗粒分解时就可以产生。当这些颗粒最终进入海洋时，它们会使小型海洋生物窒息，从而损害它们，还会释放出有毒的化学物质，这些化学物质由于其拒水特性而积聚在颗粒上。

以前曾尝试过使用催化剂来降解微塑料，但之前的催化剂是由铁和钴制成的，它们本身就是污染物。这种新方法使用碳，被认为更安全，并且在过程中不会释放潜在的有毒化学物质。

降解的产物之一是二氧化碳。“如果你有浮游生物来生产生物材料，这些二氧化碳可以被海洋生物用于光合作用，”弗鲁克说。这意味着，阻塞小型生物有机体的微塑料实际上可以转化为二氧化碳，帮助它们生长。

弗鲁克继续解释说，通过在大城市的污水系统中使用这种方法，该过程产生的二氧化碳废料也可能被用来种植生物燃料。“如果你在(水处理)工厂里有一个有微生物的反应堆，那么这些产品就可以用来制造生物质。你可以有一个循环系统。”

这种催化剂的奇特之处在于它的形状:它们不是普通的管子，而是扭曲成弹簧。这意味着催化剂的表面积，反应发生的地方，是最大化的。“如果你有一个类似弹簧的表面，你就增加了曲率，这样分子就可以进去，你也增加了表面积，”弗鲁克说。

另一个优点是这些催化剂是可重复使用的。由于是磁性的，它们可以在使用一个巨大的磁铁完成工作后从水中移走，并在其他地方重复使用。这对于确保它们最终不会进入供水系统也很重要。正如弗鲁克解释的那样，“你回收了催化剂，同时也确保了催化剂不会最终进入你的饮用水中。”

这项工作仍处于早期阶段。虽然这已经在实验室环境中得到了证明，但要在一个城市的规模上生产净水所需的水量，还需要进行大规模的缩放。还需要做更多的工作来确认催化剂本身不会对健康造成危害。正如弗鲁克指出的那样，“你需要花一定的时间来研究生物相容性。你不会希望有什么东西泄漏到水中，因为这些东西可能比塑料本身的毒性更大。”