分离材料100篇-3 环境中微塑料处理

   Hello大家好，我是vivi，今天给大家科普的是环境水处理的小知识，希望能够对大家开阔视野有一定的帮助。之前也很想把这个内容做下去，但由于某些原因没做，现在希望继续捡起来，希望大家能多给一点意见和支持。可能后续会多一些科普类的综述在里面，或者大家有什么特别想看的内容可以留言给我。

  个人而言感觉对于材料学科，做出效果是一方面，能有非常强的设计感做出想要的效果是另一方面（这才是对个人能力的提升吧）。揉面团容易但是有新意的揉面团还是比较难的。

  今天拆分的这篇综述名称是 “Removal of microplastics and nanoplastics from urban waters: Separation and degradation"

微塑料定义：

宏观的塑料可以分解成为尺寸小于5mm的颗粒，通常被视为微塑料（MP）,微塑料进一步分解降解产生小于0.1 μm的颗粒，这些颗粒被视为纳米塑料（NP）。它们具有较大的比表面积（SSA）来吸附有害污染物（例如，持久性化学品、金属离子），以及它们在生物体内转移和积累的潜力。

通常情况下我们对于处理环境污染水中得过程大致分成两步，一步分离，一步降解。分离的话意思非常浅显易懂，通过筛选去除不必要的物质，而降解过程是将污染物进一步转换矿化成为小分子可以进一步进行加工利用。这里分离常用的方法，可以包括吸附，絮凝混凝，浮选，过滤还有磁化分离。而降解的方法可以进一步分为电化学降解，AOPs，光降解，光催降解和生物降解等多种方法。

通常情况废水处理场（WWTP）可以进行三级处理模式，对污染废水中的微塑料进行分离，经过三级处理后的微塑料去除率可达到95%以上，但这是仅针对于微米级别的塑料并不包含纳米级别。

2.1 吸附

  吸附是从废水中去除有机污染物的一种成本效益高且容易的策略。MPs/NP可以通过孔隙填充、静电吸引、氢键、表面络合、π-π堆积、疏水相互作用等吸附在吸附剂上。。吸附效率取决于吸附剂的性质（例如SSA、孔隙率、表面官能团）和实验参数（例如pH值、无机离子）。碳基的吸附剂近年来引起了人们的广泛关注，由于其高得比表面积，高孔隙率和疏水型被广泛地研究应用。除此之外，非碳基的材料也引起了人们的广泛关注。无碳材料，如层状双氢氧化物（LDHs也就是水滑石）、金属有机框架（MOF）其中，LDHs和MOF由于其独特的结构特征、灵活的化学组成和易于合成而引起了极大的兴趣。和飞灰（Zhao等人，2022年）也对MP/NP吸附有效。

  最近，电吸附，即电场辅助吸附，已被应用于NP的分离。由于老化的NPS和NPS球体带负电，阳极对应物可以从溶液中取出更多的微小塑料（。对于电吸附的进一步应用，应强调几个方面：（1）MPs/NP的表面电荷修饰；（2） 大表面积多孔电极的设计；（3） 优化电化学参数（例如电极距离、电解质）。

MPs/NP吸附的关键因素:溶液的pH值通过调节MPs/NP和吸附剂之间的静电吸引力以及这些微粒的稳定性/聚集性影响吸附过程.依赖于pH的MP/NP吸附现象表明，弱酸或中性pH值有利于实现吸附剂和MP/NP之间的最佳静电吸引。

2.2混凝/絮凝

    混凝/絮凝作为一种有效的废水处理方案，通过添加混凝剂/絮凝剂（如FeCl3⋅6H2O、明矾）去除水中悬浮颗粒（如胶体基质、MP/NP）。通常，混凝、絮凝和沉淀是连续进行的，这使得混凝剂/絮凝剂辅助的MP/NP碰撞以及絮凝体的生长和沉淀。在本部分中，为方便起见，将相关报道的工艺（如混凝絮凝、混凝沉淀、絮凝沉淀和混凝沉淀）命名为最广泛使用的混凝。根据凝结剂的来源，凝结可分为化学凝结和电凝结。

电凝：与化学凝聚相比，电凝聚是一种更简单、更稳健的过程，不需要额外的化学物质。电凝聚使用目标金属基电极电产生凝固剂，Al阳极对MP的去除效率高于Fe阳极，纤维MP比颗粒MP更容易去除。使用实际废水样品，90分钟内MP（25–1500μm）的去除率达到96.5%。

此外，88.8%的细菌和92.2%的COD也可以通过电凝聚过程去除。因此，电凝聚是一种很有前途的清洁多功能废水处理技术。

2.3 浮选

  由于MP/NP的可调疏水性，浮选能够有效地从城市水中提取MP/NP。气泡和MP/NP之间的亲水/疏水相互作用（决定了浮选效率）受到MP/NP和气泡的表面性质以及溶液化学的强烈影响。因此，已经在优化气泡和MPs/NP的表面性质方面做出了努力。

2.4 过滤

膜过滤：在膜过滤过程中，多孔膜（如超滤、纳滤、微滤和反渗透过滤膜）起着尺寸依赖性屏障的作用，允许小物质（如离子、水、分子）通过，但阻止其他大尺寸物质通过。MP/NP过滤效率取决于MP/NP的大小、水化学、膜性质、流速等。

2.5 磁分离

磁分离可以从城市水中提取MPs/NPs，操作简单、容量高、废污泥少。在磁分离过程中，磁性载体介质可以与MP/NP结合并磁化，这是磁提取的先决条件。尽管塑料类型对磁分离效率影响不大（Grbic等人，2019），但尺寸较大（例如，900μm）的塑料比尺寸较小（例如，200μm）更易于收集。此外，更高的磁性载体介质密度导致更好的分离能力。

3.城市水中MPs/NPs的降解 这一部分我们就暂时放在下期拆解啦