如何用水果废料制作净水器?

新加坡科学家已经证明，果皮可以用来净化水，这一创新可以应用于电力供应有限的偏远地区和灾区。

纳米技术团队，由助理教授，基于…新加坡南洋理工大学国立教育研究所自然科学与科学教育，他们的研究结果发表在化学:欧洲期刊下2022年青年化学家特别收藏．

变废为宝

新加坡每年产生大约2万吨水果垃圾，其中大部分是由果汁行业产生的，果汁行业使用了50%的水果，而将果皮等剩余部分作为废物丢弃。这启发了爱迪生·昂博士。当其他人看到废物时，他看到了财富的来源，因为废物是可以转化为有价值产品的免费资源，在这个例子中是MXene。MXene是一类具有优异光热转换性能的材料，可用于制造利用可再生太阳能进行水净化的太阳能蒸馏器。这种太阳能仍然可以随身携带，并且很容易部署在电力供应有限的偏远地区。

MXene可以从水果废料中提取，用于太阳能脱盐

采用两步碳化法，用椰子皮、橘子皮和香蕉皮等常见的水果废料来制造MXene材料。这些MXene材料随后被用于制造太阳能吸收器，用于海水淡化的太阳能蒸馏器。

该论文的主要发现是:

• 从水果废料中提取的MXenes具有90%的光热转换效率，比商业太阳能吸收器高出近30%，比现有的太阳能蒸馏器提高了约50%的产水率。
• 在这项工作中，MXene材料比商业替代品更便宜，因为其中一种反应物来源是免费从水果废物中获得的。
• 自制太阳能蒸馏器生产的纯净水达到世界卫生组织饮用水标准。

回收废物，创造财富，生产干净的水

爱迪生博士的主要研究兴趣是探索不同的有机废物，并利用太阳能蒸馏器将它们转化为有价值的水净化材料。在之前的研究中，他的团队出于类似的目的从塑料废物中生产石墨，这项工作发表在《科学》杂志上材料化学学报A下2022新兴调查员收藏主题。

两项研究都表明，有机废物可以转化为增值的二维(2D)材料，如MXene和石墨。此外，其独特的蜂窝结构可以提高光热转换效率，而二维结构的夹层为快速产水提供了多个通道。

通过有机废物的回收再利用，以及将其转化为碳等增值材料，可以减少废物污染的负面影响，从而减少天然碳资源的开采和MXene或石墨材料的成本。因此，环境和经济都将大大受益。

主要的挑战是找到合适的材料来制造环保和更高效的太阳能蒸馏器。有机废物通常与其他非有机杂质混合在一起。因此，利用现有技术生产纯材料是有限的。未来的工作需要对废物材料类型进行分类，例如将人工智能与机器学习相结合，以提高废物管理过程的质量。

制造电池的新材料

众所周知，石墨是制造商用锂离子电池的关键原料，从智能手机到电动汽车，商用锂离子电池的应用无处不在。与石墨一样，MXenes不仅具有天然导电性，而且具有二维结构，这使得它们在电池中存储电荷非常有用，并可能很快用于电池的生产。因此，从水果废料中产生的MXene的潜在应用远远超出了水净化。

参考:Aizudin M, Sudha MK, Goei R, Lua SK, Pottammel RP, Tok AIY, Ang EH。利用水果废弃物可持续生产碳化钼(MXene)以改善太阳能蒸发。化学。欧元。J。29 (2): 2022;e202203184。doi:10.1002 / chem.202203184