帶有離子液體的磁性納米顆粒 用于水凈化
在世界許多地方,獲取清潔飲用水的途徑還很不確定。然而,大量水的過(guò)濾是緩慢且不切實(shí)際的。在《Angewandte Chemie》雜志上,科學(xué)家介紹了一種新的水凈化方法,該方法基于涂有所謂“離子液體”的磁性納米顆粒,該顆粒同時(shí)去除有機(jī),無(wú)機(jī)和微生物污染物以及微塑料。然后用磁鐵容易地除去納米顆粒。
在卡爾斯滕·斯特雷布(Carsten Streb),羅伯特·居特爾(RobertGüttel)和斯科特·G·米切爾(Scott G.Mitchell)的領(lǐng)導(dǎo)下,烏爾姆大學(xué),烏爾姆(Helmholtz)研究所(德國(guó))和西班牙CISC薩拉戈薩大學(xué)(西班牙)共同開(kāi)發(fā)了一種替代方法,圍繞具有磁芯的納米粒子氧化鐵和多孔二氧化硅殼。納米顆粒的表面涂覆有離子液體層。離子液體是在室溫下處于熔融狀態(tài)的鹽,無(wú)需使用溶劑即可將其制成液體。研究人員使用的離子液體基于多金屬氧酸鹽(POM)-金屬原子被氧原子結(jié)合成三維網(wǎng)絡(luò)。在這種情況下,選擇的金屬是鎢,因?yàn)榫垩蹑u酸根陰離子可以與重金屬結(jié)合。作為抗衡離子,研究人員使用了具有抗菌特性的大體積四烷基銨陽(yáng)離子。所得的離子液體在納米顆粒的多孔二氧化硅表面上形成穩(wěn)定的薄層(負(fù)載的離子液相)。一旦負(fù)載了污染物,就可以使用磁鐵從水中簡(jiǎn)單地提取出納米顆粒。
在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中,納米顆??煽康厝コ算U,鎳,銅,鉻和鈷離子,以及稱(chēng)為專(zhuān)利藍(lán)V的染料作為有機(jī)雜質(zhì)的模型。各種細(xì)菌的生長(zhǎng)也被有效地阻止了。此外,納米粒子將自身附著在直徑為1至10 µm的聚苯乙烯球表面上(這是微塑料的模型),然后可以定量地將其除去。
調(diào)節(jié)納米顆粒的成分應(yīng)允許進(jìn)一步優(yōu)化其性能,從而使磁性納米顆粒成為集中式和分散式水凈化系統(tǒng)的高度有前途的起點(diǎn)。即使沒(méi)有廣泛的基礎(chǔ)設(shè)施,這也可以輕松凈化大量水。
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