Fjernelse af tungmetaller fra vand med MOF'er

Det anslås, at 1 milliard mennesker ikke har adgang til rent drikkevand, et problem, der forventes at forværres med klimaændringer, ifølge Verdenssundhedsorganisationen. Ud over, højere energibehov og øget brug af tungmetaller i industrielle processer har øget menneskelig eksponering for disse giftige materialer fra drikkevand i de seneste årtier. Forskere rapporterer nu ACS Central Science et nyt materiale, der kan fjerne tungmetaller og give rent drikkevand på få sekunder.

Der er mange kilder til eksponering for giftige tungmetaller. At føre, i særdeleshed, har været brugt i maling, keramiske glasurer, smykker, legetøj og i rør. Nuværende kommercielle metoder til at fjerne tungmetaller inklusive bly fra kommunalt drikkevand kan være dyre i form af penge og energi og er ineffektive. Ud over, nogle nuværende tilgange er enten engangsbrug, er svære at regenerere eller kan producere betydeligt giftigt affald som biprodukt. Wendy L. Queen og kolleger forsøgte at angribe dette problem med materialer kaldet metal organiske rammer (MOF'er), som er netværk af organiske kemiske 'stivere' med metalknuder kendt for at trække ting som vand og gasser fra luften. Den evne, plus det store overfladeareal og den kemiske tunerbarhed af MOF'er gør dem til et lovende materiale til at fjerne tungmetaller selektivt fra vand.

Forskerne skabte en vandstabil MOF/polymer-komposit med billig, miljø- og biologisk venlige materialer og testet dens evne til at fjerne tungmetaller fra vand. Det havde en af ​​de højeste rapporterede fjernelseskapaciteter til dato, fjerner over 1,6 gange sin egen vægt af kviksølv og 40 procent af sin vægt i bly. Forskerne testede MOF'erne i opløsninger med blyniveauer svarende til dem, der blev fundet i forurenede vandprøver fra Flint, Michigan. De fandt ud af, at materialet hurtigt kan reducere blykoncentrationerne til 2 dele pr. som er U.S. Environmental Protection Agencys grænse for drikkelige niveauer.

Yderligere, forfatterne fjernede bly fra forskellige virkelige vandprøver fra Rhone-floden, Middelhavet og et spildevandsrensningsanlæg i Schweiz. Forskerne demonstrerede også, hvordan materialet nemt kunne regenereres uden giftige produkter. Forfatterne siger, at de nu fortsætter med at bruge andre specialdesignede MOF'er til at fjerne andre sporforurenende stoffer i vand.