北卡羅來納州立大學的研究人員已證實，合成聚合物可自水中去除某些染料，並且該聚合物可以回收和重複使用。這個發現為紡織品、化妝品或其他產業排放的廢水提供一個新的處理方法。

 

Januka Budhathoki-Uprety 是這項工作有關論文主要作者，也是北卡羅來納州立大學紡織工程、化學和科學系的助理教授，他表示：「染料無處不在，包括紡織工業，以及製藥、化妝品、紙張、皮革，甚至藥物。如果這些污染物在染色和後處理後沒有自廢水中去除，它們可能成為環境污染的主要來源，並對人類健康構成風險。」

在這項發表在 ACS Applied Polymer Materials 上的研究中，研究人員製造一種名為聚碳二亞胺的合成聚合物(polycarbodiimide)。

研究人員先將其溶解在溶劑中，然後將其與被染料污染的水混合來測試該材料清潔廢水的能力。

他們使用 20 種陰離子染料（也稱為酸性染料）對聚合物溶液進行測試，這些染料應用於紡織工業。初步評估，研究人員以肉眼進行視覺測試，看看聚合物是否有效。研究人員隨後使用 UV-Vis 光譜量化聚合物去除著色劑的效果。

Budhathoki-Uprety 補充：「我們將聚合物溶液和受染料污染的水混合，這樣溶液中的聚合物就可以吸附在染料上。這是一種兩相溶液，就像油和水一樣。溶液的聚合物部分會吸附在染料上。然後，我們能將乾淨的水自受污染的溶液混合物中輕鬆分離出來，類似於從油水混合物中分離出水。」

這款聚合物溶液可去除他們所測試的 20 種酸性染料中的16種。 此外，他們發現只需幾分鐘就可以回收聚合物。他們還發現與分子結構相關的染料特性，這些特性決定了聚合物是否起作用。

在未來的研究中，研究人員計劃開發一個聚合物資料庫，這有可能與更多類型的染料一起使用。此外，他們希望開發一種更實用的機制來使用聚碳二亞胺以清潔廢水。

這項名為“使用聚碳二亞胺從受污染水中去除紡織染料”的研究於 2022 年 7 月 22 日線上發表在 ACS Applied Polymer Materials 上。合著者包括纖維和聚合物科學計畫的研究生 Meghan Lord，以及 Graham Neve 和 Mike Keating。