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工业纳米碳小花治疗废水

研究人员设计一个新的设备用于从水在单一步骤中除去重金属污染物

纳米材料正在彻底改变我们做事情,在医学中的应用,电子和生物相容性材料的方式,仅举几例。科学家们正在研究碳纳米管,纳米锥,纳米角,二维石墨烯,甚至煤炭葱的各种纳米形式!现在,研究人员从技术孟买有印度理工学院增加了新的形式,这份名单称为纳米煤炭小花。这些纳米大小的小花,形状像万寿菊,已经不仅仅是好看标榜更多;他们可以帮助保持环境的工业废水去除有害重金属污染物的清洁。

在发表在杂志应用ACS纳米材料的研究中,教授ç廉和他的团队从化学小花部门已经设计的纳米碳可以去除高达含有砷,铬,镉和汞污染物的容器的90%。这些小花在污染具有广泛的酸度或碱度的水也行。它们除去吸附的杂质的杂质粘在小花的表面作为水经过它。所需要的是用弱酸清洗,并且他们是完好如新!纳米碳小花在很宽的停留温度范围化学和机械坚固的和稳定的。因此,他们是一个方便的和可持续的解决方案以净化水。

从化学工业,制革厂或镀铬厂排出的废水的离子含有有害重金属如砷,铬,汞和镉的。这些物质可能会导致癌症和基因突变。他们往往随时间累积在环境中,造成长期危害环境。  

基于吸附的过滤是容易实现和规模,和过滤器材料可以被再利用。此外,它是相比于像沉淀,离子交换,膜分离和电化学去除常规的化学方法是最有利的和经济的方法。该方法使用基于膜的分离除去杂质从水中去除杂质从吸附而水。因此,它也就越多节能和废物更少的水。  

一个理想的过滤器可吸附需要具有高的表面区域,从而更能够坚持下去的杂质。 “只要有更多的表面面积是不够的,但访问的表面积有是关键参数,”解释廉教授。所述过滤器材料必须是多孔的,具有适合于杂质的孔径通过,并应具有足够的孔密度。应该允许它溶于水杂质和化学作用和机械应该是稳定的。

吸附剂探索至今不能满足所有参数。例如,高效的和合成的化合物可以选择性地除去特定的杂质,但不生物相容性,因此难以处理的。在另一方面,基于生物质的材料是低效率的,并且不能被重新使用。新兴的金属 - 有机骨架,高效,虽然是不稳定的。碳基纳米材料分数比别人好,但其中很多是疏水的,所以水需要时间来交互这些。这种基于碳的纳米材料如碳纳米管和纳米角趋于一概而论,减少了表面面积,并进一步减慢吸附。试图解决该研究的研究人员通过设计亲水性纳米碳材料吸引水ESTA这些缺点。 

在目前的研究中,纳米碳小花使用碳的化学气相沉积在基于二氧化硅的模板研究者创建。小花形成层状的,feather-状石墨片会聚在这和在适当的位置通过固体,芯连接保持的中心,很像一个万寿菊花。这些提供的小花大面积为吸附访问,亲水性和化学上是在高度酸性或碱性水是稳定的。它们还可以过滤各种杂质,从而需要消除使用不同的材料对每个污染物过滤器。

研究人员通过将污染的砷,铬,镉和汞的水测试了他们小花的效率。这些小花虽然仍倾向于砷,铬,80-90%的他们删除了所有的杂质。研究人员观察到吸附效率更当单杂质存在而不是多个污染物。这些小花的过滤能力,即使反复使用后仅略有降低。

“其他化学定制吸附剂如沸石,活性炭,碳纳米管,石墨烯,聚合物是最有效的针对单一的金属离子,具有效率和容量两个基本上减少其它离子,”研究人员说。虽然纳米碳的化学性质小花辅助吸附,工程化的结构显着地有助于吸附的更高的值。

研究人员已经申请了专利设计和正在寻找商业化的过滤器。 “在与更多的工作伙伴关系,将需要工业用纳米碳在工业规模小花这些过滤器”,闭幕廉教授。  

文章写的

阿尔提哈尔伯

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