S rostoucím problémem znečištění vody se malé molekulární organické znečišťující látky, jako jsou organická barviva a léčiva a produkty osobní péče (PPCP), staly jedním z hlavních zdrojů kontaminace vody. Tyto znečišťující látky představují vážnou hrozbu jak pro ekosystémy, tak pro lidské zdraví, což činí vývoj efektivních technologií pro úpravu vody obzvláště důležitý. Nízkotlaká membránová technologie, jako široce aplikovaná metoda pro hluboké čištění odpadních vod, má velký potenciál při odstraňování znečišťujících látek z vody. Avšak vzhledem k relativně velké velikosti pórů nízkotlakých membrán se snaží účinně odstranit malé molekulární organické znečišťující látky.
V této souvislosti se jako slibné řešení objevila technologie uhlíkových nanotrubic (CNT). Uhlíkové nanotrubice, s jejich mimořádně velkou specifickou povrchovou plochou a vynikajícími adsorpčními vlastnostmi, jsou ideálními materiály pro odstranění malých molekulárních organických znečišťujících látek. Ačkoli CNT mají špatnou disperzi ve vodných roztocích a mají tendenci aglomerovat, může neolantní funkcionalizace zlepšit jejich disperzi a zvýšit jejich adsorpční kapacitu. Neolačně funkcionalizací CNT mohou vědci nejen zlepšit jejich účinnost při úpravě vody, ale také se vyhnout ekologickým rizikům představovaným uvolněním CNT do životního prostředí.
Studie ukázaly, že látky, jako je kyselina huminová (HA), alginát sodný (SA), dodecylsulfát sodný (SDS) a polyethylenglykol (PEG), se používají pro nekovalentní funkcionalizaci CNT. Tyto techniky mění povrchové vlastnosti CNT, což zvyšuje jejich disperzi a adsorpční kapacitu ve vodných roztocích. Funkcionalizované CNT se pak používají k výrobě nízkotlakých membrán, což významně zvyšuje účinnost membrány při odstraňování malých molekulárních organických znečišťujících látek.
Výzkum ukazuje, že funkcionalizované nízkotlaké membrány CNT mohou během dynamických filtračních procesů účinně odstranit kationtová a aniontová barviva, jakož i PPCP. Různé typy CNT, jako je MWCNT, MWCNT-COOH a SWCNT, vykazují různou efektivitu odstraňování pro různé znečišťující látky. Například membrány MWCNT jsou nejúčinnější při odstraňování bisfenolu A, zatímco membrány SWCNT vykazují vynikající výkon odstranění pro různá organická barviva a PPCP.
Další studie prozkoumaly, jak řešení environmentálních faktorů (jako je hodnota pH a iontová síla) a ošetření funkcionalizace povrchu (jako jsou HA, SDS a SA) ovlivňují výkon odstranění membrán CNT. Výsledky ukazují, že pH významně ovlivňuje odstranění barviv a PPCP. Za alkalických podmínek funguje membrána lépe při odstraňování kationtových barviv, zatímco kyselé podmínky jsou příznivější pro odstranění aniontových barviv.
Technologie nízkotlaké membrány CNT, zvýšená nelalentní funkcionalizací, významně zlepšuje účinnost odstranění malých molekulárních organických znečišťujících látek. Tato technologie nejen řeší omezení tradičních nízkotlakých membrán při odstraňování těchto znečišťujících látek, ale také snižuje ekologická rizika CNT v prostředí. Díky nepřetržitému pokroku v technologii mají nízkotlaké membrány CNT velký potenciál pro budoucí aplikace při čištění vody, zejména v procesech čištění odpadních vod a městských odpadních vod.
