年轻发明家利用食物废料制造可持续的水过滤器

今年的斯德哥尔摩青少年水奖(Stockholm Junior Water Prize)获得者开发了一种更具可持续性的方法来生产一种用于滤水器的材料。利用榴莲皮和甘蔗废料，Caleb Liow Jia Le（图左）、Johnny Xiao Hong Yu（右）和Ho Shane发现了一种更安全的方法来生成还原氧化石墨烯。看看他们是如何做到的。

这三位16岁的学生在新加坡读中学四年级，他们的项目获得了成功：“从榴莲皮和甘蔗渣中提取还原氧化石墨烯(rGO)，用于滤水，是一种新型环保合成方法。”

你能描述一下你的项目是关于什么的吗？

Caleb：在我们的项目中，我们使用了新加坡两种非常常见的食物废料。榴莲是一种多刺的水果。水果中的黄色部分被吃掉，果皮被扔掉，所以我们就对这个部分加以利用。我们还用了甘蔗渣，这是甘蔗榨汁时剩下的纤维废料。我们把这些废料制成一种叫做还原氧化石墨烯的材料。

Johnny：还原氧化石墨烯能够去除水中的重金属离子和有机染料。可用在水过滤器中用于水净化。

你从哪里得到这个项目的灵感？

Caleb：我们产生许多种不同的废物，比如电子产品、塑料和食品。我想看看我们如何把我们通常处理掉的废料变成有用的东西，帮助社区，让人们生活得更好。

Johnny：我对化学和应用化学来解决实际问题很感兴趣。在这种情况下，创造出能够真正解决社区关注问题的化学品。

制作还原氧化石墨烯的传统方法是什么?

Johnny：目前的方法是在1958年开发的一种名为Hummers法的工艺中使用化学物质。它在一个非常复杂的工艺中使用了多种化学物质和有毒化合物。而我们的方法只是利用食物废料。

还原氧化石墨烯的用途是否广泛？

Caleb：还原氧化石墨烯实际上是一种用途广泛的材料。它因其导电性能而广泛应用于电子产品中。由于它的结构与石墨烯相似，因此能很好地导电。但由于其适宜的性能，在水净化领域也逐渐被采用。

你真的用你的材料做了一个水过滤器吗？

Johnny：是的，我们做了两种不同类型的过滤器。还原氧化石墨烯是一种黑色粉末，类似于活性炭。我们把这些粉末涂在混合纤维素酯滤纸上作为过滤器。我们制作的第二种是更传统的柱状过滤器，我们将还原氧化石墨烯粉末打包成柱状。我们的两种过滤器都过滤掉了95%以上的重金属铁和有机染料，与活性炭相当。

在你的生产过程中会使用任何一种有机废料吗？

Caleb：榴莲皮和甘蔗渣都含有大量纤维素，所以它们很适合我们的合成工艺。为了合成还原氧化石墨烯，我们在炉中碳化氧化纤维素，然后加入还原剂使其还原氧化石墨烯。所以其他含有纤维素的水果也可以被转化，这可以做进一步的探索。

你们在新加坡面临什么样的水处理挑战？

Johnny：新加坡主要依靠四种水源：水库等集水区；海水淡化，因为我们被大海包围；NEWater是我们的再生水；再就是我们从邻国进口水。

目前，新加坡仍然相当依赖进口水。新加坡最关心的是如何使我们更加自给自足。这意味着要降低海水淡化、循环利用水的成本，并找到获取淡水的新方法。我们的项目就属于是水的处理和循环利用领域。

在新加坡，水是有限的资源，你认为那里的人对水更关心吗？

Johnny：我们仍然可以认为用水是理所当然的，因为你只是打开水龙头喝水，但是最近水费增加了。这使每个人都更加意识到水资源的现状。

Caleb：水费已经很长一段时间没有涨了，所以每个人都想知道为什么会这样。

新加坡有很多人知道NEWater循环利用计划吗？

Johnny：是的，当你使用循环水时，你需要提高意识。人们知道这是污水，所以这需要很大的说服力。

Caleb：在我们的小学，当你到大概7到12岁的时候，几乎所有的学生都要去参观一个NEWater水厂。这有助于让年轻一代对水资源问题更关心。

斯德哥尔摩青少年水奖简介

该奖项由斯德哥尔摩国际水研究所组织，由赛莱默赞助。了解更多关于该奖项和2018年决赛选手的信息。

祝贺今年的获奖者！