北卡羅來納州立大學的研究人員已經證明，新型合成聚合物可以從水中去除某些染料，并且該聚合物可以回收和重復使用。這些發現為紡織品、化妝品或其他行業使用后的廢水清潔提供了一種新的潛在方法。

左側小瓶顯示染料水溶液（藍色），右側小瓶顯示染料從溶液中被聚合物去除后的清水。圖片來源：Januka Budhathoki-Uprety

“染料無處不在，包括紡織工業，以及制藥、化妝品、紙張、皮革甚至藥物，”有關該研究的主要作者、紡織工程助理教授 Januka Budhathoki-Uprety 說：“如果這些污染物在染色和整理后沒有從廢水中適當去除，它們可能成為環境污染的重要來源，并對人類健康構成風險。”

在這項發表在ACS Applied Polymer Materials上的研究中，研究人員制造了一種名為聚碳二亞胺的合成聚合物。然后，研究人員首先通過將其溶解在溶劑中，然后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。他們用 20 種陰離子染料（也稱為酸性染料）對聚合物溶液進行了測試，這些染料用于紡織工業。對于初步評估，研究人員用肉眼進行了視覺測試，看看聚合物是否有效。研究人員隨后使用 UV-Vis 光譜量化了聚合物去除著色劑的效果。

“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。溶液中的聚合物部分會吸附在染料上，” Budhathoki-Uprety 說：“然后，我們能夠通過排放將干凈的水從受污染的溶液混合物中輕松分離出來，類似于從油水混合物中分離水。”

聚合物溶液去除了他們測試的 20 種酸性染料。此外，他們發現在幾分鐘內很容易回收聚合物。他們發現了染料的特性——與它們的分子結構有關——決定了聚合物是否起作用。

“我們發現聚合物溶液可以從受污染的水中去除染料，我們可以回收聚合物并使用它再次從受污染的水中去除染料，”Budhathoki-Uprety 說。

在未來的研究中，研究人員正計劃開發一個聚合物庫，該庫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來清潔廢水。

“我們正在努力開發無需在溶液相中使用聚合物即可完成相同工作的材料，”Budhathoki-Uprety 說：“如果你有染料溢出，你不想使用易燃溶液——你需要一種更容易處理的固體材料。”