一种生产淡水的新方法：声波碳纳米管催化剂

水是地球上最宝贵的资源之一。淡水对人类、动物和植物至关重要，但它可能会被溢出的雨水和地表水污染。我们已经开始感受到紧张的供水压力，所以我们不能浪费一滴水。

值得庆幸的是，受污染的水源可以通过高级氧化过程（AOP）再次恢复为淡水。东北大学的研究人员通过使用声波处理的碳纳米管（CNT）实现了一项突破，该反应途径可以精确定位特定的污染物并将其分解，以帮助节约用水。该研究结果于2025年5月21日发表在《先进材料》杂志上。东北大学先进材料研究所（WPI-AIMR）的郝丽教授解释说：“以前使用的AOP方法是非选择性的，不加选择地降解了污染物和背景水成分。”。“我们的方法通过使用更具选择性的非自由基途径克服了这一点。”

非自由基通路使用单线态氧和快速、直接的电子转移。该过程允许在五分钟内以前所未有的去除率（4.80µmol g−1 s−1）去除常见的工业和市政污染物。这种策略在不同的水条件下也有效，例如不同的pH值和不同有机物的存在。

“我们的方法的另一个好处是，所生产的催化剂可以扩大规模，它们显示出优异的催化性能，并且很容易集成到用于连续水过滤的平膜和中空纤维装置中。这使得该技术实用且适用于现实世界的应用，”李评论道。

此外，集中式处理厂价格昂贵，通常需要多步骤、复杂的水处理过程。本研究提出的方法针对分布式水源（如雨水或河水），作为一种高效的使用点处理技术。AOP中使用的固体氧化剂易于储存和运输，因此可以直接带到相关水源。

该项目的下一步将侧重于提高催化剂在真实水条件下的长期稳定性和防污性能，将其适用范围扩大到更广泛的污染物，特别是缺电子有机物，并进一步工程化表面官能团以提高催化活性。这种淡水生产的新方式代表了补充不可或缺资源的技术的潜在巨大进步。p