【大紀元2023年03月21日訊】（大紀元專題部記者吳瑞昌編譯報導）雖然水污染已是一個全球性不可逆轉的大問題，但科學家還是努力尋求辦法，以減少水源的被污染。美國的俄勒岡州立大學（OSU）化學系和惠普公司共同開發一種含有二氧化鈦的光催化劑，可用來淨化被除草劑污染的水，同時還能產生可燃燒的「氫氣」。
這種催化劑用太陽能對除草劑進行光降解（PDR）和析氫反應（HER），形成雙功能光催化（DFP），以期解決全球除草劑造成的水污染問題。這項研究成果今年3月初發表在《美國化學學會》期刊上。
科學家過去一直單獨使用二氧化鈦（TiO2）降解除草劑，因為二氧化鈦是一種常見的光催化劑，不僅能吸收太陽光或光能去氧化分解有機污染物，還能產生氫氣，且本身不會產生任何永久性化學變化的物質，也不會對環境造成污染。因此這種光催化劑被應用到防污防臭牆壁、地板、天花板和家具的自清潔塗層上。
不過在這次實驗中，科學家發現，二氧化鈦僅可以降解部分含有草甘膦（PMG）的除草劑，且氧化不完全，容易產生更毒的氨基甲基膦酸（AMPA），容易對環境造成二次污染。
由於PMG擁有抑制雜草的能力，在1970年代曾被廣泛用於農業活動，但該物質僅有小部分能被農作物吸收，大多殘存在土壤中，給地下水造成污染，還容易累積在生物身體上，對生物造成二次危害。
因此科學家加入氮和硫、含有MIL-125-NH2多晶型的金屬有機骨架（MOF）溶液、鉑（Pt）當助催化劑，增強二氧化鈦的雙功能光催化。這種做法不僅能夠很好地降解草甘膦（PMG），還能降解含有草銨膦（GF）或2,4-二氯苯氧乙酸的除草劑污水，同時降解過程能析出更多可燃氫（可用於能源方面）。
金屬有機骨架（MOF）溶液是一種二維或三維多孔結晶材料，而這次的MIL-125-NH2的MOF溶液可用於捕捉二氧化鈦，形成更高活性的二氧化鈦結晶，更好地分解這些污水，產生更多的氫氣以供能源使用。
俄勒岡州立大學化學助理教授基里亞科斯·斯蒂利亞諾（Kyriakos Stylianou）向俄勒岡州立大學新聞室表示，「我們可以將氧化和還原結合到一個過程中，以實現高效的光催化系統。就是通過光降解發生氧化反應，和通過析氫反應發生還原反應，達到氧化還原反應。」
斯蒂利亞諾表示，一種名為Roundup的除草劑在過去50年被用於農田上，「但這些除草劑只有一部分被農作物吸收，剩餘的都進入土壤和地下水，引發人們的擔憂，因為受污染的水對地球上所有生物的健康有害。」
接著他說，「我們已經證明，通過光催化可以去除這些有機污染物，或將其轉化為有用的再生燃料。光催化就是利用豐富的太陽能將污水轉化成氫氣，這是修復環境的一種好辦法。」
這次研究成果，為新型MOF衍生物提供新的道路，將進一步探索對於除草劑的作用。此次實驗，由美國俄勒岡州立大學化學系、美國能源部和美國國家科學基金會資助。◇
責任編輯：李琳#
