Filtrering af giftig chrom fra vand

Hexavalent chrom fortsætter med at forurene vandkilder rundt om i verden, med en amerikansk virksomhed, der netop blev idømt en bøde i februar for at bringe ansatte i fare. Hexavalent chrom anses for at være ekstremt giftigt, især ved indånding eller indtagelse, og dets brug er reguleret i Europa og i mange lande rundt om i verden. Det menes at være genotoksisk, fører til DNA-skader og dannelse af kræftsvulster.

Nu, kemikere hos EPFL udvikler energieffektive processer til fjernelse af forurenende stoffer, denne gang hexavalent chrom, fra vand. Resultaterne offentliggøres i dag i Journal of Materials Chemistry A .

"At give adgang til rent vand er en af ​​vor tids vigtigste udfordringer, " siger hovedforfatter Wendy Queen fra EPFL's Laboratory of Functional Materials. "Udviklingen af ​​energieffektive processer, der er i stand til hurtigt at fjerne vandforurenende stoffer, spiller en vigtig rolle i vores bestræbelser på globalt at forbedre menneskers sundhed og miljøets velvære."

Queen og kolleger udvikler svampelignende materialer, der kan opsamle specifikke stoffer fra opløsning. Deres materialer er faktisk krystaller, kaldet metal-organiske rammer (MOF), og forskerne skræddersyer disse krystallinske strukturer til at fange et bestemt stof.

Materialerne er ekstremt porøse, og kontaktoverfladen indeholdt i et gram af disse MOF'er kan være lige så stor som på en fodboldbane. Målstoffet trænger derefter ind i disse porer og klæber til det indre overfladeareal i en proces kaldet adsorption.

Forskerne har tidligere vist, at deres materialer effektivt kan adsorbere andre stoffer opløst i opløsning, som guld, kviksølv og bly. For eksempel, 1 gram MOF giver næsten 1 gram guld. Dronning, i samarbejde med EPFL-forsker Berend Smit og EPFL Ph.D. studerende Bardiya Valizadeh, har påvist udvinding af hexavalent chrom fra vand. Med hexavalent krom, et relativt let stof, MOF'erne kan udtrække cirka 208 milligram pr. gram MOF. Også, hvis du kaster lys på MOF'en, det omdanner derefter det meget giftige hexavalente chrom til et relativt ugiftigt trivalent chrom.

Yderligere udvikling er nødvendig for at implementere teknologien til dekontaminering af vand uden for laboratoriet.

"Det fantastiske ved vores svampe er, at de er relativt nemme og billige at lave, " forklarer Queen. "Det næste skridt er at teste vores svampe i større skalaer."

For eksempel, Forskerne forventer, at 1 kg MOF'er vil koste omkring 15 CHF at lave, hvorimod 1 kg guld er omkring 55 000 CHF værd.