科学家用激光开发出更低成本的高效水处理技术
清洁用水,正成为全球范围日益受到重视的一大资源利用问题。为了确保不断增长的全球人口能够获得清洁的水,开发新的水处理方法也被提上了日程。
你可能想不到,当一种叫做高铁酸盐的铁暴露在特殊光线(激光)下并发生一系列的化学反应,或将成为水处理技术的一大加持。据悉,高铁酸盐产生的有毒副产物比氯等化学物质更少,而且可能比复杂的臭氧处理系统更便宜,更容易部署。
这种新处理手段比较棘手的问题就在于,它需要与其他化合物结合或被光能激发,才能使高铁酸盐发挥最佳的水消毒净化效果。
近日,美国罗德岛大学(URI)的一组研究人员使用一种涉及超高速激光和X射线脉冲的技术,揭示了高铁酸盐暴露在可见光和紫外线下发生化学反应的新细节。相关研究结果发表在《美国化学学会杂志》(JACS)上,可以帮助研究人员优化其在水处理中的应用。
罗德岛大学化学助理教授、该研究的通讯作者Dugan Hayes表示,高铁酸盐的光激活此前从未被详细研究过,这项研究中他们的团队首次揭示了其中的一些光物理性质。
高铁酸盐是一种氧化剂,这意味着它可以通过“窃取”污染物的电子来分解污染物。高铁酸盐本身是一种相当强的氧化剂,但当被光激发时它会产生一种更强的氧化剂,称为Fe(V)(或Fe5+)。然而,在这项新研究之前,人们并不知道生产Fe(V)需要多少能量,以及可以生产多少能量。