据外媒报道，莱斯大学的研究人员最近成功发明了一种新的“纤维垫”，可以吸附并破坏水中的污染物，研究成果发表在《Environmental Science and Technology》上。这种净化作用由嵌入聚合物纤维中的二氧化钛纳米粒子实现。与其它系统相比，这种设计更加快速、安全、且节能。
二氧化钛是一种相当高产的净化材料，当暴露在紫外光下的时候，它可以成为光催化剂，释放出活性氧（ROS）来分解污染物。由于二氧化钛的这一性能，多年来已经被广泛应用于微流体过滤器、建筑吸烟面板以及可以在阳光下实现衣物自清洁的织物涂层中。
在这项研究中，二氧化钛纳米颗粒被嵌入高渗透聚乙烯纤维垫中，由于纤维本身的疏水性，意味着纤维垫不会吸收水分但是会吸走水中的污染物。在纤维垫吸附污染物之后，再用紫外光对其进行照射，即可触发破坏污染物的光催化反应。
嵌入二氧化钛纳米颗粒的纤维
事实上，二氧化钛早已在水处理中使用，但通常需要将大量的原料添加到废水中形成泥浆，完成光催化步骤之后，处理过的水需要再从泥浆中滤出，过程既困难又低效。这项研究的作者之一Pedro Alvarez表示，当前的光催化处理在效率上有两大限制：首先，产生的氧化剂比目标污染物要丰富得多，所以无法破坏污染物；其次，需要耗费大量的时间和金钱来保持和分离浆状的光催化剂，防止其泄露到处理过后的水中。在某些情况下，过滤泥浆的能源成本甚至远超紫外光成本。鉴于此，研究团队通过固定催化剂来化解，让它易于重用和保留。
除速度更快外，研究人员还称这项新技术可以节省更多的能源，尤其是对污染严重的水。从水处理工厂的废水到处理后的蒸馏水，纤维垫只需增加2倍的能量，相比之下，直接使用二氧化钛纳米颗粒的浆液需要增加11倍的能量。
嵌入二氧化钛纳米颗粒的纤维垫先行吸附再破坏污染物
如果污染太多，紫外光难以抵达纳米颗粒所在的位置，新技术也支持两步处理。Alvarez 表示，如果水浑浊，那么光的渗透会是一种挑战，可以将吸附污染物的垫子转移到另一个有更干净水的反应堆里，然后通过紫外光将污染物破坏，再继续使用。
