Nanofiltreringsmembraner til behandling af industrielt spildevand fra tungmetaller

NUST MISIS -forskere præsenterede sammen med indiske kolleger fra Jain University og Sri Dharmasthala Manjunatheshwara College innovative membraner til fuldstændig fjernelse af tungmetaller fra industrielt spildevand. Den særlige nanostruktur af zinkmodificeret aluminiumoxid gjorde det muligt at fjerne arsen og bly fra vand med en effektivitet på 87% og 98%, henholdsvis. Resultaterne af arbejdet blev offentliggjort i Kemosfæren tidsskrift.

Industrialisering er hovedårsagen til vandforurening på grund af indtrængning af industriaffald. I særdeleshed, tungmetaller - arsen, bly og cadmium - kan forårsage metaboliske lidelser og flere kritiske virkninger på kroppen, hvilket gør dem ekstremt giftige for miljøet.

En af de mest lovende metoder til rensning og fjernelse af tungmetalioner fra vand er membranteknologien. Det fungerer som en effektiv barriere (filter) og er relativt let at fremstille. På samme tid, det har nogle alvorlige begrænsninger såsom højt energiforbrug, kort levetid på membranen, lav produktivitet og selektivitet.

Udfordringen for forskere er at gøre membranteknologien til en mere alsidig og kommercielt tilgængelig metode til rensning af spildevand. Et internationalt team af forskere fra Rusland og Indien foreslog en løsning på problemet ved at syntetisere en ny type membraner-især porøse nanopartikler af zinkdopet aluminiumoxid.

"Nanopartiklerne, som vi opnåede ved opløsningsforbrændingsmetode, har et meget stort overfladeareal (261,44 m ² /g) i en størrelse på 50 nanometer. Tværsnitsbilleder af nanopartikler opnået ved hjælp af scanningselektronmikroskopi viste den fingerlignende morfologi og porøse natur af membranerne, "sagde Vignesh Nayak, medforfatter til værket, en postdoc hos NUST MISIS.

Ifølge forskere, de syntetiserede membraner viste øget hydrofilicitet (befugtning), overfladeladning og superporøsitet, som gjorde det muligt at fjerne arsen og bly fra en vandig opløsning med en effektivitet på 87% og 98%, henholdsvis.

Den anden vigtige fordel ved de opnåede membraner er antifouling -egenskaber. Det betyder, at materialet er modstandsdygtigt over for tilsmudsning fra vandmikroorganismer, som deaktiverer enheder, der har været i vandmiljøer i lang tid.

Antifouling -undersøgelsen udført af udviklere ved forskellige tryk med en foderopløsning indeholdende bovint serumalbumin viste 98,4% genvinding og genanvendelse af membraner i op til tre kontinuerlige cyklusser.

I fremtiden, de opnåede membraner kan bruges til effektiv behandling af industrielt spildevand, såvel som i store byers vandrensningsanlæg. Teamet afslutter i øjeblikket laboratorietest af de opnåede prøver.