Новая технология удаляет из воды одновременно соль и токсичные металлы
Чтобы очистить воду от токсичных металлов и соли, сегодня жидкости приходится пройти несколько этапов. Новая полимерная мембрана позволяет совместить оба процесса и заново использовать выделенные из жидкости металлы и соли
Опреснение — удаление соли — только один из шагов в производстве питьевой воды из океанических или сточных вод. Кроме опреснения на станциях также проводятся дополнительные процессы, чтобы удалить из жидкости вредный для животных и растений бор и тяжелые металлы, такие как мышьяк и ртуть, которые токсичны для человека. Часто в результате этого процесса остается токсичный рассол, который трудно утилизировать.
Химики из Калифорнийского университета в Беркли синтезировали гибкие полимерные мембраны, подобные тем, которые в настоящее время используются в мембранных фильтрах. Их ключевое отличие заключается в наночастицах, встроенных в структуру материала. Эти частицы можно настроить на специфическое поглощение ионов различных металлов — золота или урана, например. Ученые показали, что варьируя количество и тип используемых наночастиц, можно настроить материал на поглощение сразу нескольких загрязнителей.
Полимерная мембрана с наночастицами в структуре очень стабильна в воде и при высокой температуре, чего нельзя сказать о многих других подобных материалах, включая большинство встроенных в мембраны металлорганических каркасов (МОФ). Авторы продемонстрировали, что полимерные мембраны являются весьма эффективными, если они являются частью электродиализных систем, в которых используется электрический ток для «вытягивания» ионов из воды.
Исследователи надеются, что смогут настроить наночастицы на удаление других видов токсичных химических веществ, включая распространенные загрязнители грунтовых вод: ПФАС, или полифторалкильные соединения, которые содержатся в пластмассах. Новый процесс, который они называют электродиализным захватом ионов, также потенциально может удалить радиоактивные изотопы из сточных вод АЭС.
Статья об открытии опубликована в журнале Science.
