当从水中去除浓度非常低的污染物时，现有的分离方法往往是能源和化学密集型的。现在，在麻省理工学院开发的一种新方法可以提供一种选择性的替代方法，来去除极低含量的化合物。

新的方法发表在“Energy and Environmental Science”科学杂志上，该研究由麻省理工学院Xiao Su博士后，T. Alan Hatton化学工程小组Ralph Landau教授。该团队的成员还包括麻省理工学院的Tim Cie Tan，Johnny Elbert和化学教授Robert R. Taylor。以及达姆施塔特技术大学的Christian Ruttiger和Markus Gallei。

该系统采用一种新的方法，依靠电化学过程来选择性地去除有机污染物，如农药、化学废物和药物，甚至可以去除浓度很低的污染物。该方法还解决了常规电化学分离方法的关键限制，例如由于竞争性表面反应而可能发生的酸度波动和性能损失。

研究人员开发了一种去除水中微量化合物的新方法。新方法依赖于电化学过程来选择性地去除有机污染物。图片由来源MIT

目前处理这种微量污染物的方法包括膜过滤、电渗析和电容去离子。膜过滤费用昂贵，并且在低浓度下有效性有限。电渗析和电容去离子法需要高电压，而高电压往往会产生不良反应，而且过程会受到过量盐的影响。

在新系统中，水在化学处理后的“功能化”正极和负极之间流动。这些电极表面涂覆有所谓的法拉第材料，可经过反应带上正电荷或负电荷。

该团队对布洛芬和各种农药的去除效果研究证明，这些活性基团可以与特定类型的污染物分子强烈结合。研究人员发现，即使在百万分之一的浓度下，这一过程也能有效地去除这些分子。

以往的研究通常集中在导电电极或一个功能化电极上，但是这些往往会需要产生污染化合物的高电压。通过在正负极使用适当的功能化电极，以非对称构型，研究人员几乎完全消除了这些副反应。此外，该团队对除草剂百草枯和奎宁氯化物的去除效果研究证明，这种不对称系统允许同时选择性地去除正、负有毒离子。

这样的选择性系统也适用于化工厂或化药厂的高价值化合物的回收。Su说：“该系统可用于环境修复，有毒有机化学清除和化工厂附加值产品回收。因为这些过程都需要将少量离子从复杂的多离子系统中分离出来。”

该系统理论上具有很高的选择性，但在实践中，可能会被设计成多个阶段，根据具体情况，顺序地处理各种化合物。Su建议说：“对于发展中国家的偏远地区的水净化系统，常常存在农药、染料和其它化学品的污染问题。高效的电驱动系统可以在农村地区以太阳能电池板等为动力运行。”

与需要高压的膜系统，以及高电压下工作的电化学系统不同，新系统在较低的电压和压力下工作。Hatton指出，传统的离子交换系统释放的化合物和再生吸附剂需要添加化学物质，但我们的系统您可以只需要按一下开关，通过切换电极的极性，就达到相同的结果。

研究团队已经获得了水处理技术方面一系列的荣誉，包括麻省理工学院Abdul Latif Jameel世界水和粮食安全实验室（J-WAFS）和马萨诸塞清洁能源催化剂竞赛的资助。他们是去年获得了麻省理工学院水创新奖的最佳奖。新工艺已经申请了专利。同时，他们正在努力扩大实验室中的原型设备，并提高化学稳定性。(来源于贤集网)