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近年来，国际上对海洋环境与海岸微塑料污染及其生态效应、渔业影响和健康风险的关注日益加强。为了更好的应对海洋塑料污染，最近，澳大利亚研究人员开发出一种新方法，他们利用微螺旋状碳基磁性材料制成一种“弹簧”，可有效清除水中的塑料。相关研究近日发表在《物质》上。
7 O; |1 i' d( v4 X. D 澳大利亚阿德莱德大学化学工程学院教授王少彬表示，塑料微粒在水中吸附了各种有机和金属污染物，水生动物一旦误食，这些有害物质就会释放到它们体内，并在食物链中层层积累。而高稳定性的碳纳米弹簧则可以促使这些塑料微粒分解成更小的化合物，以避免它们威胁海洋生态系统。 $ \. h- X; u& ]% b
现行的塑料微粒处理工艺使用的主要是活性氧，活性氧是一种不稳定的化学物质，遇到长链有机分子时会发生链反应，将这些长链分子“切割”成可溶于水的无害小分子。但活性氧的制备过程通常要用到铁、钴等重金属，而这些重金属本身就会对环境造成污染。 / ~: I, o) E1 ^+ ]+ ?+ u: M% y" d$ w
为了解决这个问题，王少彬团队提出了一种更环保的方案：使用含氮的碳纳米管材料催化活性氧的合成。这种弹簧状碳纳米管催化剂在8小时内就能清除水中大部分的塑料微粒，而且在分解塑料微粒所需的苛刻氧化条环境下仍保持稳定。螺旋碳纳米管结构一方面让催化剂更加稳定，一方面也实现了反应面积的最大化。此外，这种碳纳米管内部还含有少量锰(锰被置入碳纳米管深处，以免与水接触)，因而具有磁性。
4 x$ a, B" B- h( g9 v. ^ 由于没有两种微塑料在化学上是相同的，研究人员的下一步工作将是确保纳米探针对不同组成、形状和来源的微塑料起作用。他们还打算继续严格确认在微塑料分解过程中作为中间体或副产品出现的任何化合物的无毒性。这项研究得到了澳大利亚研究委员会、中国国家自然科学基金和广东省科学技术计划的支持。
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