Графен против мышьяка

Процесс выделения мышьяка из питьевой воды при помощи оксида графена. (кликните картинку для увеличения)

Процесс выделения мышьяка из питьевой воды при помощи оксида графена. (кликните картинку для увеличения)

13.07.2010 (10:48)
Просмотров: 3818
Рейтинг: 2.00
Голосов: 2

Теги:
мышьяк, графен, оксид, вода, очистка,
Технология >> Нанотехнология






Ваша оценка
-2 -1 0 1 2
Мышьяк в питьевой воде – достаточно распространенная проблема на нашей планете, в особенности, для стран Южной Азии и Запада США. И, похоже, один из путей ее решения – графен. Группа ученых из Кореи установила, что композит, сформированный из измельченного оксида графена, смешанного с магнетитом, может эффективно удалять мышьяк из питьевой воды.

Мышьяк – один из наиболее распространенных канцерогенов. Он ядовит в концентрациях выше 10 миллионных долей в растворе (согласно стандарту Всемирной Организации Здравохранения, World Health Organisation). При этом питьевая вода, зараженная мышьяком, является опасной действительностью для многих жителей на нашей планете. Употребление подобной воды может привести к тяжелым болезням и даже летальному исходу.

Появляется мышьяк в питьевой воды по воле природы из естественных богатых данным химическим элементом скал, через которые поток проходит на своем пути. Кроме того, вещество может попасть в воду практически в любой точке, где его добывают. Немаловажную роль в этом процессе играет и сельское хозяйство. Исследователи полагают, что далеко не на последнем месте в списке причин стоит использование для ирригации колодцев с грунтовой водой вместо источников поверхностных вод (рек, озер). К слову, эта причина могла бы объяснить массовые отравления мышьяком зафиксированные в последние годы в таких регионах, как Бангладеш.

Мышьяк можно удалить из питьевой воды при помощи активированного угля при смешивании его с естественными железными ископаемыми; такими, как нанокристаллы оксида железа. Однако, очевидно, что подобные методы не могут использоваться в реках или других местах, где есть открытые стоки воды. Это связано с тем фактом, что магнетит быстро окисляется, находясь на открытом воздухе. Но, как оказалось, эту проблему можно преодолеть, комбинируя оксид железа с углеродом в виде углеродных нанотрубок и материалов на базе графена (например, графана).

В доказательство этой теории ученые из Pohang University of Science and Technology (Корея) синтезировали новый тип композита на базе магнетита и измельченной окиси графена. Более подробную информацию об их работе можно найти в журнале ACS Nano.

Полученный исследователями материал проявляет свойства супер-магнита при комнатной температуре; кроме того, соединение может достаточно легко быть «рассеяно» в воде. Эксперименты показали, что композит может удалять до 99,9% мышьяка, растворенного в воде (т.е. уменьшать его концентрацию до величин менее 1 миллионной доли). А после этого оно может быть легко удалено из воды при помощи обычного магнита.

Предложенный композит является идеальным средством для удаления мышьяка и, возможно, тяжелых металлов, в особенности, по сравнению с традиционными магнетитами. Дело в том, что частицы графана позволяют увеличить число адсорбированных молекул As. К слову, адсорбции подвержен как мышьяк (III), так и (V).

Команда ученых, естественно, не собирается останавливаться на достигнутом. Уже запланирована разработка метода очистки воды подобным способом в промышленных масштабах. Кроме того, ученые планируют продолжить работу над созданием других полезных для экологии гибридных материалов на базе графена.

Нравится


Екатерина Баранова

Также по теме:

Источники:



самое популярное





Rambler's Top100