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Defekte in der Filtergeschwindigkeit Reinigung von giftigen Chemikalien in Wasser

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Forscher, die nach einer Möglichkeit suchen, Verunreinigungen aus Industrieabwässern zu entfernen, haben eine kontraintuitive Lösung gefunden: Verwenden Sie einen defekten Filter.

Aufbau eines poröseren Filters

Forscher der Rice University in Texas haben eine neue Art von Filter zum Aufsaugen von Verunreinigungen aus Industrieabwässern entdeckt, die nicht annähernd so perfekt ist wie frühere Filter, und genau darum geht es.

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In einem neuen Artikel, der in der Zeitschrift der American Chemical Society veröffentlicht wurde ACS Nachhaltige Chemie und Ingenieurwesen, Michael Wong, Chelsea Clark und ihr Team an der Rice University haben gezeigt, dass nicht porös nicht immer besser ist, wenn es darum geht, Perfluoroctansulfonsäure (PFOS) aufzusaugen.

Sie entwickelten eine neue Art von hochporösem Nanomaterialfilter, den sie als metallorganisches Gerüst (MOF) bezeichneten, das PFOS schneller als andere Filter aus verschmutztem Wasser aufsaugte. Als sie nanometergroße Löcher - normalerweise als Defekte angesehen - in das Material einführten, stellten sie fest, dass das MOF noch mehr PFOS aufnehmen konnte als zuvor.

„Wir machen einen Schritt in die richtige Richtung, um Materialien zu entwickeln, mit denen Industrieabwässer in Bezug auf die Gesamt-PFAS-Kontamination von Teilen pro Milliarde und Teile pro Million effektiv behandelt werden können, was mit aktuellen Technologien wie granular aktivierten sehr schwierig ist Systeme auf der Basis von Kohlenstoff oder Belebtschlamm “, sagte Wong, Professor für Chemie und Vorsitzender der Abteilung für chemische und biomolekulare Verfahrenstechnik von Rice.

Perfluoroctansulfonsäure

PFOS ist eine häufige Verunreinigung in der industriellen Verarbeitung und wird seit Jahrzehnten in Konsumgütern als schmutzabweisende Verbindung für Stoffe, Teppiche usw. verwendet. Es hat sich gezeigt, dass es beim Menschen, dem bekanntesten Mitglied einer Familie, toxisch ist von toxischen Chemikalien, die als Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) bezeichnet werden.

Es wurde von der US-amerikanischen Umweltschutzbehörde eingeschränkt, die PFAS als "sehr beständig in der Umwelt und im menschlichen Körper" beschreibt - was bedeutet, dass sie nicht zusammenbrechen und sich im Laufe der Zeit ansammeln können ", und PFOS war Gegenstand mehrerer Hauptklagen in den Vereinigten Staaten.

Metallorganische Gerüste

Laut Wong sind MOFs dreidimensionale Strukturen aus Metallionen und organischen Molekülen, die sich selbst zusammensetzen können, sobald die Metallionen beginnen, mit den organischen Verbindungen zu interagieren.

Sie können sich zu hoch entwickelten Strukturen entwickeln, die hochporös sind, sich jedoch beim Filtern anderer Chemikalien als vielversprechend erwiesen haben. Wong war daher der Ansicht, dass MOFs ein guter Kandidat für die PFOS-Sanierung sind.

Insbesondere haben sich MOFs als hochwirksam beim Einfangen spezifischer Zielmoleküle erwiesen und können sie in signifikanten Mengen halten. Ein einzelnes Gramm einiger MOFs kann beispielsweise mehr Oberfläche haben als ein Fußballfeld.

Noch wichtiger ist, dass die Struktur, die Porengröße und die Funktionen eines MOF von Chemikern während der Synthese geändert werden können, um eine genauere Ausrichtung auf bestimmte Schadstoffe zu ermöglichen.

Dies war der Prozess, mit dem Clark mehr absorbierende Eigenschaften in ein gut dokumentiertes MOF einführte, das als UiO-66 bekannt ist. Durch Variation der Salzsäuremenge während der Synthese fügte sie dem PFOS-Filter die „Defekte“ hinzu, die sich als so wirksam bei der Absorption der gefährlichen Verunreinigung erwiesen.

"Die großporigen Defekte sind im Wesentlichen ihre eigenen Stellen für die PFAS-Adsorption über hydrophobe Wechselwirkungen", sagte Clark. "Sie verbessern das Adsorptionsverhalten, indem sie den Raum für die PFAS-Moleküle vergrößern."


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Bemerkungen:

  1. Kazigor

    Ich entschuldige mich, aber meiner Meinung nach haben Sie nicht Recht. Ich kann es beweisen.

  2. Nixon

    Ja in der Tat. Und ich bin darauf getroffen. Wir können über dieses Thema kommunizieren. Hier oder bei PM.



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