科学家开发的节能净水系统

中国研究人员首次推出了一种新型光催化消毒剂，用于消除水中的病原微生物。这种新型消毒剂由难以置信的薄薄的石墨碳氮化物制成，由光而不是电力驱动，为水净化提供了一种环境友好的方法。

据报道，在试验中，它仅用了半小时就对严重污染的水样进行了净化。它还杀死了实施例中几乎所有的微生物，包括大肠杆菌。速度和效率的结合达到了中国安全饮用水标准。

早期的光催化消毒剂使用金属来达到其抗菌作用。但是，它们还会产生二次污染，并在水中留下重金属离子。

相比之下，中国开发的消毒剂实现了快速有效的水净化，而没有产生任何新的污染物或残留物。它有望用作金属基光催化剂的环保替代品。

北京中国科学院(CAS)和江苏扬州大学(YZU)为研究人员提供了支持。他们在科学杂志《化学》上发表了他们的发现。

该研究论文的资深作者之一是中国科学院过程工程研究所(IPE)的研究员Dan Wang。Wang解释说，光催化消毒技术的广泛采用将极大地减少清洁水和全球能源的供应。(相关：您的水中有砷吗?一份新报告称，家用井水可能会毒死200万人。)

碳基光催化剂比金属基催化剂更清洁，但效率也较低

常规的水净化技术使用氯，臭氧或紫外线来杀死水中的微生物。同时，光催化消毒使用的催化剂是促进特定化学反应的物质。

用于水净化的催化剂产生对微生物致命的活性氧。但是它们需要能量来触发这些化学反应。较早的技术使水流过消毒剂。最近，光催化剂可以将光子转换成产生活性氧所需的能量。

非金属催化剂可以净化水，而不会产生危害环境的副产物。但是，与金属基催化剂相比，这些较绿色的催化剂效率也较低。

碳基催化剂也有这个问题。碳纳米管，氧化石墨烯和其他催化剂无法产生足够的活性氧来杀死病原微生物。结果，它们不能用于处理水。

新型光催化剂可安全，快速和清洁地净化水

作为回应，中国研究人员设计了一种可克服这些缺点的碳基催化剂。他们选择了石墨氮化碳(一种二维材料，当被光照射时会产生活性氧)作为其材料。

他们制造了石墨氮化碳纳米片，其厚度仅为一个原子。薄的形状使催化剂的表面积最大化，这反过来又增加了反应次数和活性氧的量。

新催化剂产生过氧化氢。活性氧引发细菌细胞壁中的氧化应激并破坏微生物的化学结构，这是对大肠杆菌和其他病原体的致命结合。

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