水是生命之泉,是人類賴以生存的重要資源。然而,伴随着工業化進程,世界各地水源也遭受着不同程度的污染。工業廢水的排放、農藥化肥的施放、藥品和個人護理品的不恰當處理導緻淡水資源污染嚴重,很大程度的影響了人類健康。
盡管水處理技術不斷發展,但水中仍存在一系列微量有機污染物(如雙酚A、四環素、雙氯芬酸和多環芳烴等)難以被去除。即使采用配備了納濾和反滲透膜的淨水設備,由于微污染物易吸附、溶解和擴散并部分透過這類聚酰胺膜,仍然存在一定安全風險。
酶催化由于其溫和、高效、環境友好等特點,可用于微污染物的去除。但是酶的活性和穩定性之間存在“trade-off”效應限制了它的實際應用,而對酶所處的微環境進行調控有望打破這一瓶頸。
納濾膜的分離功能和酶的催化功能,精确地調控酶所處的微環境,使其能夠高效、穩定地去除飲用水中的微污染物。利用納濾膜的分離功能,即時和精确地調控進入級聯催化區域的第一個反應底物的濃度(葡萄糖),來控制過氧化物酶的微環境,同時提高其催化活性和穩定性。
通過在水中加入低濃度的葡萄糖就能誘發膜内的級聯反應,使微污染物如雙酚A落入這個精心設計的陷阱。其背後的科學問題是通過調控葡萄糖在過濾時的對流和擴散作用,進而控制膜内催化區域的微環境pH值和過氧化氫濃度,實現水中雙酚A的高效穩定去除。
納濾膜技術是一種高效的分離技術,其分離性能可成功的應用于水中微污染物的去除,打破水中微污染物難以去除的瓶頸。
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