北卡罗来纳州立大学的研究人员已经证明，新型合成聚合物可以从水中去除某些染料，并且该聚合物可以回收和重复使用。这些发现为纺织品、化妆品或其他行业使用后的废水清洁提供了一种新的潜在方法。

左侧小瓶显示染料水溶液（蓝色），右侧小瓶显示染料从溶液中被聚合物去除后的清水。图片来源：Januka Budhathoki-Uprety

“染料无处不在，包括纺织工业，以及制药、化妆品、纸张、皮革甚至药物，”有关该研究的主要作者、纺织工程助理教授 Januka Budhathoki-Uprety 说：“如果这些污染物在染色和整理后没有从废水中适当去除，它们可能成为环境污染的重要来源，并对人类健康构成风险。”

在这项发表在ACS Applied Polymer Materials上的研究中，研究人员制造了一种名为聚碳二亚胺的合成聚合物。然后，研究人员首先通过将其溶解在溶剂中，然后将其与被染料污染的水混合来测试该材料清洁废水的能力。他们用 20 种阴离子染料（也称为酸性染料）对聚合物溶液进行了测试，这些染料用于纺织工业。对于初步评估，研究人员用肉眼进行了视觉测试，看看聚合物是否有效。研究人员随后使用 UV-Vis 光谱量化了聚合物去除着色剂的效果。

“我们将聚合物溶液和受染料污染的水混合，这样溶液中的聚合物就可以吸附在染料上。这是一种两相溶液，就像油和水一样。溶液中的聚合物部分会吸附在染料上，” Budhathoki-Uprety 说：“然后，我们能够通过排放将干净的水从受污染的溶液混合物中轻松分离出来，类似于从油水混合物中分离水。”

聚合物溶液去除了他们测试的 20 种酸性染料。此外，他们发现在几分钟内很容易回收聚合物。他们发现了染料的特性——与它们的分子结构有关——决定了聚合物是否起作用。

“我们发现聚合物溶液可以从受污染的水中去除染料，我们可以回收聚合物并使用它再次从受污染的水中去除染料，”Budhathoki-Uprety 说。

在未来的研究中，研究人员正计划开发一个聚合物库，该库有可能与更多类型的染料一起使用。此外，他们希望开发一种更实用的机制来使用聚碳二亚胺来清洁废水。

“我们正在努力开发无需在溶液相中使用聚合物即可完成相同工作的材料，”Budhathoki-Uprety 说：“如果你有染料溢出，你不想使用易燃溶液——你需要一种更容易处理的固体材料。”