עם בעיית זיהום המים ההולכת וגוברת, מזהמים אורגניים מולקולריים קטנים, כמו צבעים אורגניים ותרופות ומוצרי טיפוח אישיים (PPCPS), הפכו לאחד המקורות העיקריים לזיהום מים. מזהמים אלה מהווים איום רציני הן על המערכות האקולוגיות והן על בריאות האדם, מה שהופך את פיתוח הטכנולוגיות היעילות לטיפול במים חשובים במיוחד. לטכנולוגיית הממברנה בלחץ נמוך, כשיטה מיושמת באופן נרחב לטיפול עמוק בשפכים, יש פוטנציאל רב להסרת מזהמים מהמים. עם זאת, בשל גודל הנקבוביות הגדול יחסית של ממברנות בלחץ נמוך, הם נאבקים להסיר ביעילות מזהמים אורגניים מולקולריים קטנים.
בהקשר זה, טכנולוגיית פחמן ננו -צינור (CNT) התגלתה כפתרון מבטיח. צינורות פחמן, עם שטח הפנים הספציפי והגדול במיוחד שלהן ותכונות הספיחה המצוינות, הן חומרים אידיאליים להסרת מזהמים אורגניים מולקולריים קטנים. למרות של- CNTs יש פיזור לקוי בפתרונות מימיים ונוטים להתאגר, פונקציונליזציה לא קוולנטית יכולה לשפר את פיזורם ולשפר את יכולת הספיחה שלהם. על ידי CNTs שאינם פונקציונליים שאינם קוואליים, החוקרים יכולים לא רק לשפר את יעילותם בטיפול במים, אלא גם להימנע מהסיכונים האקולוגיים הנובעים משחרור CNTs לסביבה.
מחקרים הראו כי חומרים כמו חומצה הומית (HA), נתרן אלגינט (SA), נתרן דודציל סולפט (SDS) ופוליאתילן גליקול (PEG) משמשים לתפקוד לא קוולנטי של CNTs. טכניקות אלה משנות את תכונות השטח של CNTs, ומשפרות את יכולת הפיזור והספיחה שלהן בפתרונות מימיים. לאחר מכן משתמשים ב- CNTs פונקציונליים לייצור ממברנות בלחץ נמוך, המשפרים באופן משמעותי את יעילות הממברנה בהסרת מזהמים אורגניים מולקולריים קטנים.
מחקרים מצביעים על כך שממברנות בלחץ נמוך CNT פונקציונלי יכול להסיר ביעילות צבעים קטיוניים ואנוניים, כמו גם PPCPs, במהלך תהליכי סינון דינמיים. סוגים שונים של CNTs, כמו MWCNT, MWCNT-COOH ו- SWCNT, מראים יעילות הסרה משתנה למזהמים שונים. לדוגמה, ממברנות MWCNT יעילות ביותר להסרת ביספנול A, ואילו ממברנות SWCNT מציגות ביצועי הסרה מצוינים עבור צבעים אורגניים שונים ו- PPCPs.
מחקרים נוספים בדקו כיצד גורמים סביבתיים בפתרון (כמו ערך pH וחוזק יוני) וטיפולי תפקוד פני השטח (כמו HA, SDS ו- SA) משפיעים על ביצועי ההסרה של ממברנות CNT. התוצאות מראות ש- pH משפיע באופן משמעותי על הסרת הצבעים ו- PPCPs. בתנאים אלקליין, הממברנה מתפקדת טוב יותר בהסרת צבעים קטיוניים, ואילו תנאים חומציים חיוביים יותר להסרת צבעים אניוניים.
טכנולוגיית הממברנה בלחץ נמוך של CNT, המשופרת על ידי פונקציונליזציה לא קוולנטית, משפרת משמעותית את יעילות ההסרה של מזהמים אורגניים מולקולריים קטנים. טכנולוגיה זו לא רק פותרת את המגבלה של ממברנות בלחץ נמוך מסורתיות בהסרת מזהמים אלה, אלא גם מצמצמת את הסיכונים האקולוגיים של CNTs בסביבה. עם התקדמות רציפה בטכנולוגיה, ממברנות בלחץ נמוך CNT מחזיקות בפוטנציאל רב ליישומים עתידיים בטיפול במים, במיוחד בתהליכי טיפול בשפכים תעשייתיים וטיפול ביוב.
