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带有离子液体的磁性纳米颗粒 用于水净化

在世界许多地方,获取清洁饮用水的途径还很不确定。然而,大量水的过滤是缓慢且不切实际的。在《Angewandte Chemie》杂志上,科学家介绍了一种新的水净化方法,该方法基于涂有所谓“离子液体”的磁性纳米颗粒,该颗粒同时去除有机,无机和微生物污染物以及微塑料。然后用磁铁容易地除去纳米颗粒。

带有离子液体的磁性纳米颗粒 用于水净化

在卡尔斯滕·斯特雷布(Carsten Streb),罗伯特·居特尔(RobertGüttel)和斯科特·G·米切尔(Scott G.Mitchell)的领导下,乌尔姆大学,乌尔姆(Helmholtz)研究所(德国)和西班牙CISC萨拉戈萨大学(西班牙)共同开发了一种替代方法,围绕具有磁芯的纳米粒子氧化铁和多孔二氧化硅壳。纳米颗粒的表面涂覆有离子液体层。离子液体是在室温下处于熔融状态的盐,无需使用溶剂即可将其制成液体。研究人员使用的离子液体基于多金属氧酸盐(POM)-金属原子被氧原子结合成三维网络。在这种情况下,选择的金属是钨,因为聚氧钨酸根阴离子可以与重金属结合。作为抗衡离子,研究人员使用了具有抗菌特性的大体积四烷基铵阳离子。所得的离子液体在纳米颗粒的多孔二氧化硅表面上形成稳定的薄层(负载的离子液相)。一旦负载了污染物,就可以使用磁铁从水中简单地提取出纳米颗粒。

在实验室测试中,纳米颗粒可靠地去除了铅,镍,铜,铬和钴离子,以及称为专利蓝V的染料作为有机杂质的模型。各种细菌的生长也被有效地阻止了。此外,纳米粒子将自身附着在直径为1至10 µm的聚苯乙烯球表面上(这是微塑料的模型),然后可以定量地将其除去。

调节纳米颗粒的成分应允许进一步优化其性能,从而使磁性纳米颗粒成为集中式和分散式水净化系统的高度有前途的起点。即使没有广泛的基础设施,这也可以轻松净化大量水。

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