S povećanjem problema zagađenja vode, mali molekularni organski zagađivači, poput organskih boja i lijekova i proizvoda za osobnu njegu (PPCP), postali su jedan od glavnih izvora onečišćenja vode. Ovi zagađivači predstavljaju ozbiljnu prijetnju i ekosustavima i ljudskom zdravlju, čineći razvoj učinkovitih tehnologija za liječenje vode posebno važnim. Tehnologija membrane niskog tlaka, kao široko primijenjena metoda za duboko liječenje otpadnih voda, ima veliki potencijal u uklanjanju onečišćujućih tvari iz vode. Međutim, zbog relativno velike veličine pora membrana niskog tlaka, oni se bore za učinkovito uklanjanje malih molekularnih organskih zagađivača.
U tom se kontekstu tehnologija ugljične nanocjevčice (CNT) pojavila kao obećavajuće rješenje. Ugljične nanocjevčice, s izuzetno velikom specifičnom površinom i izvrsnim adsorpcijskim svojstvima, idealni su materijali za uklanjanje malih molekularnih organskih zagađivača. Iako CNT-ovi imaju lošu disperziju u vodenim otopinama i imaju tendenciju da aglomeriraju, nekovalentna funkcionalizacija može poboljšati njihovu disperziju i poboljšati njihovu adsorpcijsku sposobnost. Nekovalentnim funkcionalizacijom CNT-a, istraživači ne samo da mogu poboljšati svoju učinkovitost u obradi vode, već i izbjegavati ekološke rizike koje se otpuštaju CNT-ove u okoliš.
Studije su pokazale da se tvari poput huminske kiseline (HA), natrijevog alginata (SA), natrijevog dodecil sulfata (SDS) i polietilen glikola (PEG) koriste za nekovalentnu funkcionalizaciju CNT-a. Ove tehnike mijenjaju površinska svojstva CNT -a, poboljšavajući njihovu disperziju i adsorpcijsku sposobnost u vodenim otopinama. Funkcionalizirani CNT-ovi koriste se za izradu membrana niskog tlaka, što značajno povećava učinkovitost membrane u uklanjanju malih molekularnih organskih zagađivača.
Istraživanje pokazuje da funkcionalizirane membrane niskog tlaka CNT-a mogu učinkovito ukloniti kationske i anionske boje, kao i PPCP, tijekom procesa dinamičke filtracije. Različite vrste CNT-a, kao što su MWCNT, MWCNT-COOH i SWCNT, pokazuju različite učinkovitosti uklanjanja za različite onečišćujuće tvari. Na primjer, MWCNT membrane su najučinkovitije u uklanjanju bisfenola A, dok SWCNT membrane pokazuju izvrsne performanse uklanjanja za razne organske boje i PPCP.
Daljnje studije istraživale su kako rješenje okolišnih čimbenika (poput vrijednosti pH i ionske čvrstoće) i tretmana funkcionalizacije površine (kao što su HA, SDS i SA) utječu na učinke uklanjanja CNT membrana. Rezultati pokazuju da pH značajno utječe na uklanjanje boja i PPCP -a. U alkalnim uvjetima, membrana se bolje snalazi u uklanjanju kationskih boja, dok su kiseli uvjeti povoljniji za uklanjanje anionskih boja.
Tehnologija membrane CNT niskog tlaka, poboljšana nekovalentnom funkcionalizacijom, značajno poboljšava učinkovitost uklanjanja malih molekularnih organskih zagađivača. Ova tehnologija ne samo da rješava ograničenje tradicionalnih membrana niskog tlaka u uklanjanju ovih zagađivača, već i smanjuje ekološke rizike CNT-a u okolišu. Uz kontinuirani napredak u tehnologiji, CNT membrane niskog tlaka imaju veliki potencijal za buduće primjene u obradi vode, posebno u procesima industrijske otpadne vode i komunalne kanalizacije.
