A növekvő vízszennyezés problémájával a kis molekuláris szerves szennyező anyagok, például a szerves festékek és a gyógyszerek, valamint a személyi gondozási termékek (PPCP) az egyik fő vízszennyeződés forrása lett. Ezek a szennyező anyagok komoly veszélyt jelentenek mind az ökoszisztémákra, mind az emberi egészségre, így a hatékony vízkezelési technológiák fejlesztése különösen fontos. Az alacsony nyomású membrán technológia, mint széles körben alkalmazott módszer a szennyvíz mély kezelésére, nagy potenciállal rendelkezik a szennyező anyagok vízből történő eltávolításában. Az alacsony nyomású membránok viszonylag nagy pórusmérete miatt azonban küzdenek a kis molekuláris szerves szennyező anyagok hatékony eltávolítása érdekében.
Ebben az összefüggésben a szén nanocsövek (CNT) technológiája ígéretes megoldásként alakult ki. A szén nanocsövek, amelyek rendkívül nagy specifikus felületükkel és kiváló adszorpciós tulajdonságaikkal, ideális anyagok a kis molekuláris szerves szennyező anyagok eltávolításához. Noha a CNT-k rossz diszperzióval bírnak a vizes oldatokban, és általában agglomerálódnak, a nem kovalens funkcionalizálás javíthatja diszperzióját és javíthatja adszorpciós képességüket. A nem kovalensen működő CNT-k funkcionalizálásával a kutatók nemcsak javíthatják hatékonyságukat a vízkezelésben, hanem elkerülhetik a CNT-k környezetbe történő felszabadulásának ökológiai kockázatait is.
A tanulmányok kimutatták, hogy olyan anyagokat, mint a huminsav (HA), a nátrium-alginát (SA), a nátrium-dodecil-szulfát (SDS) és a polietilénglikol (PEG), a CNT-k nem kovalens funkcionalizálásához használják. Ezek a technikák megváltoztatják a CNT -k felületi tulajdonságait, javítva a diszperziós és adszorpciós képességüket vizes oldatokban. A funkcionalizált CNT-ket ezután használják az alacsony nyomású membránok előállításához, amelyek jelentősen javítják a membrán hatékonyságát a kis molekuláris szerves szennyező anyagok eltávolításában.
A kutatások azt mutatják, hogy a funkcionalizált CNT alacsony nyomású membránok hatékonyan eltávolíthatják a kationos és anionos festékeket, valamint a PPCP-ket a dinamikus szűrési folyamatok során. Különböző típusú CNT-k, például az MWCNT, az MWCNT-COOH és a SWCNT, a különböző szennyező anyagok eltérő eltávolítási hatékonyságát mutatják. Például az MWCNT membránok a leghatékonyabbak a biszfenol A eltávolításában, míg a SWCNT membránok kiváló eltávolítási teljesítményt mutatnak a különféle szerves színezékek és PPCP -k számára.
További vizsgálatok azt vizsgálták, hogy az oldat környezeti tényezői (például a pH -érték és az ionszilárdság) és a felületi funkcionalizációs kezelések (például HA, SDS és SA) hogyan befolyásolják a CNT membránok eltávolítási teljesítményét. Az eredmények azt mutatják, hogy a pH jelentősen befolyásolja a festékek és a PPCP -k eltávolítását. Lúgos körülmények között a membrán jobban teljesíti a kationos festékeket, míg a savas körülmények kedvezőbbek az anionos színezékek eltávolításához.
A nem kovalens funkcionalizálás által fokozott CNT alacsony nyomású membrán technológia jelentősen javítja a kis molekuláris szerves szennyező anyagok eltávolítási hatékonyságát. Ez a technológia nemcsak a hagyományos alacsony nyomású membránok korlátozását oldja meg ezen szennyező anyagok eltávolításában, hanem csökkenti a CNT-k ökológiai kockázatait is a környezetben. A technológiai folyamatos fejlődéssel a CNT alacsony nyomású membránok nagy potenciállal bírnak a vízkezelés jövőbeni alkalmazására, különösen az ipari szennyvíz és az önkormányzati szennyvízkezelési folyamatokban.
