Kemikere konverterer plastflaskeaffald til insekticid -sorbent

Forskere fra Tomsk Polytechnic University foreslog en metode til at oprette et sorbent til fjernelse af imidacloprid insekticid fra vand. Sorbenten tilhører metal-organiske rammer, en klasse af ikke-konventionelle materialer. TPU -kemikerne voksede en sådan ramme om polyethylenterephthalat (PET), et materiale, der bruges til at producere almindelige plastflasker. Metoden er ganske enkel og gør det muligt at konvertere brugte materialer til et nyttigt produkt. Forskningsresultaterne er offentliggjort i Anvendt materiale i dag .

Metal-organiske rammer er stoffer med en tredimensionel struktur, hvor klynger eller metalioner er forbundet med organiske ligander. Resultatet er et porøst materiale med egenskaber af både metaller og organiske forbindelser.

"På grund af deres porøse struktur og en række andre egenskaber, metal-organiske rammer har et stort potentiale som sorbenter. Vi er især interesseret i problemet med insekticid -sorption. Insecitides bruges i vid udstrækning i moderne landbrug og akkumuleres i jord og vand.

Vi har foreslået en ny metode til at syntetisere en metal-organisk ramme ved navn UiO-66 med zirconiumioner. Kildematerialet er først og fremmest det, der interesserer os "Pavel Postnikov, forskningsvejleder og lektor ved TPU Research School of Chemistry and Applied Biomedical Sciences, siger.

Forskerne eksperimenterede med imidacloprid. Dette er et af de mest udbredte insekticider, der bruges i landbruget, herunder mod Colorado kartoffelbiller.

"Imidacloprid akkumuleres i naturlige vandområder, der trænger ind fra jorden. Ifølge canadiske forskere, imidacloprid blev påvist i farvande rundt om i verden ved koncentrationer fra 0,001 til 320 mikrogram pr. liter. UiO-66 er sædvanligvis afledt ved høje temperaturer og tryk ved anvendelse af kommerciel terephthalsyre. Imidlertid, vi brugte PET bestående af ethylenglycol med terephthalsyre. Denne syre er et strukturelt materiale til organiske linkere i rammer og plastflaskemateriale indeholder det allerede, "Oleg Semyonov, en af ​​artikelforfatterne og juniorforsker ved TPU Research School of Chemistry and Applied Biomedical Sciences, forklarer.

For at skabe en ramme, kemikerne skar plasten i små firkanter og ødelagde dem delvist i en sur opløsning. Derefter, zirconiumsalte blev tilsat til opløsningen.

"Terephthalsyre frigives delvist fra PET og danner små" ankre "på overfladen af ​​plastikstykkerne, mens en del af syren forbliver i opløsningen. Zirkoniumioner fæstner til" ankre "og derefter, processen med selvsamling iboende i metal-organiske rammer opstår og resulterer yderligere i en ramme dannet på plastoverfladen. Denne ramme er følsom over for imidacloprid og på grund af dens porøsitet og fysisk -kemiske egenskaber, det tiltrækker insekticidmolekyler, der fjerner dem fra vand, "siger forskeren.

"Under forsøgene vi kørte insekticidopløsningen gennem sorbenten. Den effektive vandrensning tog 15 gram sorbent pr. 1 liter, hvilket er en meget god indikator. Udover, sorbenten kan genbruges flere gange. Vi nåede op til fem cykler under vores forsøg. Imidlertid, vi forventer, at sorbenten vil beholde sine egenskaber meget længere, "siger forskeren.

I fremtidig praksis, dette sorbent kan bruges i filtreringssystemer, for eksempel, hos landbrugsvirksomheder.

"Vores sorbent har også en fordel mere. Normalt, metal-organiske rammer er pulverlignende. De kvæler filtre, så filtreringssystemer bør designes i betragtning af denne funktion. Partiklerne i vores sorbent er større, og de kvæler ikke et filter.

Ud over, på grund af større partikler, sorbentets gennemstrømning er højere, og væsker trænger lettere ind. Ifølge vores beregninger, i dette tilfælde kræver vandpassage hundrede gange mindre tryk i forhold til pulvere. Ultimativt, det er vigtigt for teknologiudviklingen og brugen af ​​dette sorbent i en reel teknologisk proces, "Tilføjer Oleg Semyonov.

Forskerne udfører i øjeblikket eksperimenter med andre metal-organiske rammer, der stammer fra PET.