人类和水生生物饮用受重金属污染的水会造成威胁。来自植物的糖衍生聚合物可以去除这些金属，但通常需要其他物质来调节其在水中的稳定性或溶解度。

现在，研究人员报告了一种糖状聚合物，它可以将重金属困在不溶性团块中，以便于去除。在概念验证测试中，该聚合物从含有这些持久性污染物的河水中去除了离子镉和铅。这项研究已发表在《ACSCentralScience》上。

饮用水中某些重金属离子含量过高会产生毒性。去除这些污染物的方法(例如过滤)可能耗能很高，而且依赖于金属捕获膜，而这些膜很快就会堵塞，必须更换。为了改善水净化效果，研究人员开始利用植物。

植物用多糖屏障保护细胞，多糖由具有重复糖单元的大分子组成，可以捕获金属离子。例如，在最近的一项研究中，研究人员使用秋葵和芦荟中的粘性多糖提取物去除废水中的微塑料。

然而，一些多糖会溶于水，需要添加剂形成不溶性凝胶才能捕获和去除金属。因此，CassandraCallmann和她在德克萨斯大学奥斯汀分校的研究团队着手设计一种具有类似糖的结构和可控水溶性的单一材料，以去除水中的重金属。

一小股这种聚合物与镉结合，形成浑浊的沉淀物，然后用少量酸释放重金属，重新溶解聚合物。图片来源：CassandraCallmann

研究小组构建了几种聚合物，每种聚合物都有一个不溶于水的主链，不同的水溶性碳水化合物悬挂在重复单元上，就像手镯上的护身符一样。在初步测试中，最能有效吸引和结合离子镉的碳水化合物“护身符”含有羧酸基团。

接下来，在掺入离子镉的水测试中，含有羧酸的聚合物在三分钟后形成了可见的团块，这些团块可以被过滤掉。通过调节水的酸度，团块也会重新溶解，释放出镉。经过三次结合、结块和重新溶解的循环后，聚合物保持了相同的金属捕获效率，证明了其作为可回收材料的潜力。

为了验证这一概念，研究小组接下来在添加了离子镉和铅的科罗拉多河水中测试了这种含碳水化合物的聚合物。河水样本中钙离子、钠离子和镁离子的含量远高于添加的金属离子。

在24小时内，该聚合物可分别捕获高达20%和45%的添加镉和铅，以及极少量的其他金属离子。研究人员表示，他们的新材料是朝着更高效、可重复使用和选择性更强的水净化材料迈出的有希望的一步。

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