Forskere bruger fotoner til at adskille metalioner

Et forskningshold fra Florida State University bruger en simpel, let tilgængelig energikilde til at adskille metalioner, en proces, der kunne hjælpe med at rense vand eller endda genbruge atomaffald.

Kilden? Lys.

Adjunkt i kemi og biokemi Kenneth Hanson og postdoc-forsker Sahan Salpage skitserer deres strategi i en ny tidsskriftsartikel publiceret i Kemisk kommunikation .

"Jeg er fotokemiker, så lys er min løsning på ethvert problem, " sagde Hanson. "Vi troede, vi kunne bruge lys til at adskille ting, der er svære at rense på andre måder."

Hanson samarbejder med professor i kemi Thomas Albrecht-Schmitt, der leder Center for Actinide Science and Technology, et Department of Energy-finansieret Energy Frontiers Research Center. Centrets mission er at udvikle teknologier til at hjælpe med at fremskynde oprydning af atomaffald fra våbenproduktionssteder eller atomreaktorer fra den kolde krigstiden. for eksempel.

Denne nye forskning er en del af det puslespil.

Hanson og Salpage begyndte at se på, hvordan lys kunne spille en rolle ved adskillelse af metalioner. Metalioner omfatter nogle af de mest almindeligt kendte kemiske grundstoffer såsom kalium, calcium og jern. De omfatter også de tungere, radioaktive grundstoffer som americium og curium.

At adskille disse elementer kan være en vanskelig og dyr proces. Men, det er et vigtigt skridt i behandlingen og genanvendelse af radioaktive materialer eller rensning af vand, der har tungmetalforurening som bly.

Teamet følte sig overbevist om, at lys kunne gøre denne adskillelsesproces lettere, grønnere og billigere.

Hanson og Salpage begyndte at eksperimentere ved at omgive jern- og rutheniumioner med et organisk chelateringsmiddel, der binder til metallet. Når de udsatte forbindelserne for specifikke farver af lys - blå for ruthenium og rød for jern - blev elektroner fra metallet overført til de organiske omgivelser, ændre deres egenskaber. Deres forskelle i egenskaber kunne så bruges til at adskille metalionerne.

Til denne undersøgelse, Hanson og Salpage fokuserede på jern- og rutheniumforbindelserne, så de kunne udvikle og finpudse teknikken. I fremtiden, det ultimative mål er at adskille radioaktive forbindelser, der indeholder tungere grundstoffer såsom americium og curium.

"Dette er en ny strategi, " sagde Salpage. "Det kunne åbne et helt nyt område inden for separationskemi. Der er et stort potentiale for, at dette kan vokse og udvide."