Behandlede fibre renser farvestofforurenet vand

(Phys.org) — En billig og enkel proces, der bruger naturlige fibre indlejret med nanopartikler, kan næsten fuldstændig befri vand for skadelige tekstilfarvestoffer på få minutter, rapporterer Cornell og colombianske forskere, der arbejdede med indfødte colombianske plantefibre.

Farvestoffer, såsom indigoblå, der bruges til at farve blå jeans, truer vandveje nær tekstilfabrikker i Sydamerika, Indien og Kina. Sådanne farvestoffer er giftige, og de misfarver vandet, derved reducerer lyset til vandplanterne, som begrænser fotosyntesen og sænker ilten i vandet.

Studiet, offentliggjort i august-udgaven af ​​tidsskriftet Grøn Kemi , beskriver et principbevis, men forskerne tester, hvor effektivt deres metode behandler så hormonforstyrrende vandforurenende stoffer som phenoler, pesticider, antibiotika, hormoner og phthalater.

"Disse molekyler er forurenende stoffer, der er meget modstandsdygtige over for traditionelle vandrensningsprocesser, og vi mener, at vores biokompositmaterialer kan være en mulighed for at fjerne dem fra spildevand, " sagde undersøgelsens medforfatter, Marianny Combariza, en forsker ved Colombias Universidad Industrial de Santander.

Forskningen udnytter hulrum i nanostørrelse fundet i cellulose, som medforfatter Juan Hinestroza, Cornell lektor i fibervidenskab, har tidligere brugt til at producere nanopartikler inde i bomuldsfibre.

Papiret beskriver metoden:colombianske fique plantefibre, almindeligvis brugt til at lave kaffeposer, nedsænkes i en opløsning af natriumpermanganat og behandles derefter med ultralyd; som resultat, manganoxidmolekyler vokser i de små cellulosehulrum. Manganoxider i fibrene reagerer med farvestofferne og nedbryder dem til ikke-farvede former.

I undersøgelsen, de behandlede fibre fjernede 99 procent af farvestoffet fra vand inden for få minutter. Desuden, de samme fibre kan bruges gentagne gange - efter otte cyklusser, fibrene fjernede stadig mellem 97 procent og 99 procent af farvestoffet.

"Ingen dyre eller særlige udgangsmaterialer er nødvendige for at syntetisere biokompositten, " sagde Combariza. "Syntesen kan udføres i et grundlæggende kemilaboratorium."

"Dette er det første bevis på effektiviteten af ​​denne simple teknik, " sagde Hinstroza. "Den bruger vandbaseret kemi, og det er nemt at overføre til situationer i den virkelige verden."

Forskerne tester deres proces på andre typer forurenende stoffer, andre fibre og kompositmaterialer. "Vi arbejder nu på at udvikle en billig filterenhedsprototype til at behandle forurenet vand, " sagde Combariza. "Vi er ikke kun fokuseret på manganoxider, vi arbejder også på en række forskellige materialer baseret på overgangsmetaloxider, der viser enestående nedbrydningsaktivitet."

Doktorgradskandidat Martha Chacón-Patiño er papirets hovedforfatter, og kemiprofessor Cristian Blanco-Tirado er medforfatter, begge på Universidad Industrial de Santander.

Undersøgelsen har titlen "Biokomposit af nanostruktureret MnO2 og fique-fibre til effektiv nedbrydning af farvestoffer."