吸納米分子「膠水」篩淨大海重金屬

http://paper.wenweipo.com [2013-12-20] 我要評論

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■科大楊經倫（中）的團隊研發出包括納米級「分子篩」及「氨基膠水」的新型吸附劑，能針對性「吸走」特定重金屬，有效潔淨海水。香港文匯報記者黃偉邦攝

科大新技術改造成氨基面可「提煉」純銅應用廣

水資源污染是人類社會備受關注的議題，由於經濟及社會急速發展，工業活動釋出重金屬、有機物質等流入河道及海洋，造成污水威脅環境安全。其中毒性劇烈的重金屬污染物，除直接危害海洋生物外，也會透過食物鏈累積，破壞人類健康甚至致命。針對海水中的不同類型的重金屬包括銅、鉻、砷等，科技大學化學工程及生物分子工程學系教授楊經倫團隊研發出創新吸附劑技術，包括遍布納米級微小孔洞的「分子篩」，並將之改造成似膠水般有黏力的「氨基（Amino Group）」表面，能針對性「吸走」特定重金屬，有效潔淨海水；而藉此所收集的重金屬純度亦極高，以銅為例達98%足可循環再用。■香港文匯報記者　鄭伊莎

海水重金屬污染問題嚴重，楊經倫及其團隊早於5年前開始研究有關吸附劑技術。他表示，近年香港海水重金屬也漸多，包括含量較高的銅（Copper）、鉻（Chromium）、砷（Arsenic）等，「這些重金屬都是人造污染物，當陸上重金屬被雨水沖進海、船殼釋放鉻，都會增加海水重金屬含量」，而除工業外，日常生活也可是污染源，例如一些區域性冷氣系統的熱交換器會採用海水冷卻，「這些熱交換器都是銅製，當海水流經後便會含有銅了」。

配磁鐵更有效通殺大小顆粒

　由於海水鹽含量高，亦混合不少有機物質，要集中「吸走」重金屬，在技術上是一大挑戰。楊經倫與其團隊對準不同重金屬的顆粒大小，分別設計出能只吸附銅、鉻、砷等的吸附劑。他解釋，「我們設計了兩種形式吸附劑，第一種是使用濾嘴器，能只吸附一種重金屬；另一種則可加上磁力，當吸附劑成功黏上散落到海中的重金屬後，利用磁鐵便可更有效回收」。

不同重金屬主要以離子（Ion）狀態存在於海水中，其相關顆粒大小各異，例如銅約為2nm（納米），銀約1nm。楊經倫團隊以氧化矽（Silicon dioxide）物質合成滿布微小孔洞的「分子篩」，有關孔洞會依據不同目標重金屬顆粒大小、比表面積等，其直徑約2nm至15nm不等。而要進一步吸附海水中的重金屬，科大團隊再將「分子篩」的表面改變成「氨基」性質，能夠與特定重金屬離子產生強鍵（Strong Bonding），似膠水般具黏力吸附水中的重金屬離子。在海水排出時，吸附劑便有過濾作用。

加酸液攪拌釋離子循環再用

楊經倫又表示，有關技術同時包括吸附劑回收，將之加到酸性溶液中，經攪拌後，重金屬離子便可以從中釋放，更可循環再用，「以銅為例，吸附劑所收集的高達98%，可說是純銅，對於某些國家而言，這些銅也不便宜」。而因應運作情況，研究團隊又可將磁納米顆粒（Magnetic nanoparticle）加到吸附劑中，只要使用磁鐵或磁場引導，帶有重金屬離子的吸附劑便可聚集起來，此舉可大大提高回收吸附劑效能，而所能收集的重金屬也更可觀。而經過無數次實驗及測試，團隊已能為多種重金屬污染度身訂造出最具效能的吸附劑，應用性將更廣更全面。