Z naraščajočim problemom onesnaževanja z vodo so majhna molekularna organska onesnaževala, kot so ekološka barvila in farmacevtska zdravila in izdelki za osebno nego (PPCPS), postala eden glavnih virov onesnaženja z vodo. Ta onesnaževala predstavljajo resno grožnjo tako za ekosisteme kot za zdravje ljudi, zaradi česar je razvoj učinkovitih tehnologij za čiščenje vode še posebej pomemben. Tehnologija z nizkotlačno membrano kot široko uporabljena metoda za globoko čiščenje odpadne vode ima velik potencial pri odstranjevanju onesnaževal iz vode. Vendar pa se zaradi razmeroma velike velikosti por membran z nizkim tlakom borijo za učinkovito odstranjevanje majhnih molekulskih organskih onesnaževal.
V tem okviru se je kot obetavna rešitev pojavila tehnologija Carbon Nanotube (CNT). Ogljikove nanocevke so z izjemno veliko specifično površino in odličnimi adsorpcijskimi lastnostmi idealni materiali za odstranjevanje majhnih molekulskih organskih onesnaževal. Čeprav imajo CNT slabo disperzijo v vodnih raztopinah in se nagibajo k aglomeraciji, lahko nekovalentna funkcionalizacija izboljša njihovo disperzijo in poveča njihovo adsorpcijsko sposobnost. Z nekovalentno funkcionalizacijskimi CNT raziskovalci ne morejo samo izboljšati svoje učinkovitosti pri čiščenju vode, ampak se tudi izogniti ekološkim tveganjem, ki jih predstavlja sproščanje CNT v okolje.
Študije so pokazale, da se za nekovalentno funkcionalizacijo CNT uporabljajo snovi, kot so huminska kislina (HA), natrijev alginat (SA), natrijev dodecil sulfat (SDS) in polietilen glikol (PEG). Te tehnike spreminjajo površinske lastnosti CNT, kar povečuje njihovo disperzijo in adsorpcijsko sposobnost v vodnih raztopinah. Funkcionalizirani CNT se nato uporabljajo za izdelavo membran z nizkim tlakom, kar znatno poveča učinkovitost membrane pri odstranjevanju majhnih molekulskih organskih onesnaževal.
Raziskave kažejo, da lahko funkcionalizirane CNT membrane z nizkim tlakom učinkovito odstranijo kationska in anionska barvila, pa tudi PPCPS med dinamičnimi filtracijskimi procesi. Različne vrste CNT, kot so MWCNT, MWCNT-COOH in SWCNT, kažejo različne učinkovitosti odstranjevanja za različna onesnaževala. Na primer, MWCNT membrane so najučinkovitejše pri odstranjevanju bisfenola A, medtem ko membrane SWCNT kažejo odlične zmogljivosti odstranitve za različna organska barvila in PPCP.
Nadaljnje študije so raziskale, kako okoljski dejavniki (na primer pH vrednost in ionska trdnost) in površinsko funkcionalizacijsko zdravljenje (kot so HA, SDS in SA) vplivajo na delovanje membran CNT. Rezultati kažejo, da pH znatno vpliva na odstranjevanje barvil in PPCP. V alkalnih pogojih membrana deluje bolje pri odstranjevanju kationskih barvil, medtem ko so kisli pogoji ugodnejši za odstranjevanje anionskih barvil.
CNT tehnologija z nizkotlačno membrano, ki jo poveča nekovalentna funkcionalizacija, znatno izboljša učinkovitost odstranjevanja majhnih molekulskih organskih onesnaževal. Ta tehnologija ne rešuje le omejitve tradicionalnih nizkotlačnih membran pri odstranjevanju teh onesnaževal, ampak tudi zmanjšuje ekološka tveganja CNT v okolju. Z nenehnim napredkom v tehnologiji imajo CNT membrane z nizkim tlakom velik potencial za prihodnjo uporabo pri čiščenju vode, zlasti v industrijskih odpadnih vodah in občinskih postopkih čiščenja odplak.
