|
Достижение таких низких уровней концентрации свинца обычно требует трудоемких реакций осаждения или дорогих систем обратного осмоса, что также удалить необходимые минералы, таких как кальций из питьевой воды.
Команда во главе с Юген Чжан и Джеки Ю. Инь из A * STAR Института биоинженерии и нанотехнологий разработала технологии, которые значительно улучшают очистку воды. Они использовали пористый полимер, который селективно связывает свинец и другие тяжелые металлы в проточной воде.
Фильтрация воды через пористые вещества, такие как активированный уголь, является одним из старейших и наиболее эффективных технологий дезактивации. За последние несколько десятилетий, химики разработали новые материалы, называемые пористые органические полимеры (ПОП), которые сочетают нанометровых размеров пор с тонкой настройке молекулярных строительных блоков. Эти атрибуты сделали ПОП привлекательной платформой для выделения и хранения газов, таких как водород и диоксид углерода, а также каталитических опор.
Чжан, Инь и сотрудники недавно синтезировал POP известный как мезопористый поли-меламин-формальдегида (mPMF) с исключительными возможностями захвата углерода. Материал имеет большую площадь поверхности, вытекающее из химической структуры, состоящей из азотсодержащих ароматических колец, которые связывают в более крупные, наноразмерных перебирает единиц углеводород-амин. Поскольку атомы азота, найденные в этой POP имеют сильное сродство связывания для тяжелых металлов, команда подозревал, что mPMF может также выступать в качестве сорбента для очистки воды.
После простой одну стадию, чтобы создать недорогой mPMF полимер, исследователи поместили его в воде , загрязненной с избытком ионов свинца. Примечательно, что более 99 процентов от токсичного металла удаляли в течение 5 секунд, уменьшая уровни свинца расстаться на триллион концентрации. Эффективность удаления были одинаково высоко в стационарных и более сложных динамических условиях потока. Кроме того, команда может восстановить ионы свинца и утилизации сорбента с помощью простых методов обработки разбавленной кислотой.
Углубленный эксперимент показал, что сверхбыстрый поведение адсорбции mPMF был обусловлен открытой пористой структуры, что позволяет полный доступ к атомом азота сайтов связывания. Эти сайты также удаляются тяжелые металлы, такие как кадмий и палладий, но было мало сродство к кальция и калия катионов - селективность, которые могли бы сделать немедленное воздействие в коммерческих приложениях.
|
