北京中國科學院和江蘇揚州大學的研究人員已經開發出一種新的方法來清除水中的細菌，他們認為這種方法既高效又環保。
通過將紫外線照射到稱為石墨碳氮化物的二維片材上，該團隊研製的材料可以在一小時內淨化10升的水，幾乎可以殺死所有存在的有害細菌。
這種用於水清洗的技術被稱為光催化消毒，有望作為當前水過濾系統的替代品，例如氯化或臭氧消毒，這兩者都不是特別環保 。
隨著世界面臨氣候變化和水資源短缺的未來，找到一種清潔飲用水的環保方法至關重要。
研究員Dan Wang 解釋說:“光催化消毒技術可以顯著減輕清潔水資源短缺和全球能源短缺。”
這種技術的工作方式非常簡單。 各種材料可用作水中的光催化劑，這意味著它們吸收光並加速（或催化）在某些波長的光存在下在水中發生的氧反應。 這些反應產生被稱為活性氧 （ROS）的分子，其在殺滅微生物方面很有用。
可以使用大量有效的金屬催化劑，但不幸的是它們將金屬殘留物排放到水中。 與此同時，納米管和石墨烯等非金屬催化劑更安全，但效率低於金屬催化劑，它們不能產生足夠的ROS來完成工作。
這項技術其中關鍵是合成的超薄材料，它具有吸收光線和產生足夠的ROS以殺死細菌的特性。 多年來，石墨氮化碳因其具有儲能潛力而受到越來越多的關注。
僅使用光線，研究人員發現這種材料的二維片材可以快速淨化汙染的水。 初步測試發現，在30分鐘內，50毫升樣品中所有大腸桿菌的死亡率為99.9999％。
這比我們目前所知的任何其他無金屬光催化劑快五倍。 另外，反應一次僅消耗催化劑的十分之一。
研究人員表示，這種非常高的效率也可以與最好的金屬基光催化劑相媲美。
高效率來自於這種材料的獨特結構，研究人員在紙張的邊緣裝載了羧基和羰基分子，這些分子為這些邊緣吸收了額外的電子。
在紫外線和可見光的作用下，整個裝置有效地產生了一種過氧化氫的ROS。 一旦進入水中，這種抗菌劑通過突破細胞壁並對其內部造成嚴重破壞，有效殺死細菌，然後安全地離解成水和氧氣。
研究人員說 這樣的系統容易大規模應用。石墨氮化碳可以低成本合成 ，並且系統本身簡單，且廉價地組裝在一起。
這是一個很好的第一步，但原型本身不足以從其他汙染物中淨化水。純化需要其他設備去除重金屬離子，調節pH值，去除殘留物。
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