Из грязной воды селективно извлекли ртуть
Американские материаловеды получили новые мембраны, которые могут не только очистить и опреснить воду, но и селективно извлечь более 99 процентов ртути, меди, железа и борной кислоты. Мембрана массой в один килограмм может очистить 34500 литров воды с содержанием ртути пять миллионных долей, и ее можно использовать в для очистки разных вод: грунтовых, сточных, солоноватых. В дальнейшем авторы планируют извлекать из воды и другие вредные или ценные металлы. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
С проблемами недостатка чистой пресной воды уже сегодня сталкиваются два из трех жителей нашей планеты, а в будущем в связи с потеплением климата дефицит питьевой воды скорее всего усилится. Известно множество способов очистки и опреснения воды, но у них есть общий недостаток – большой расход энергии и высокая цена. Поэтому ученые продолжают искать новые более дешевые и простые методы получения чистой воды.
Один из таких методов – электродиализ с использованием ион-обменных мембран. Такие мембраны являются полупроницаемыми – пропускают только ионы с определенным зарядом (или положительным или отрицательным) и остаются непроницаемыми для ионов с противоположным зарядом и нейтральных частиц. Приложив к емкости с водой электрическое поле, можно заставить ионы двигаться в заданном направление, а затем отделить их с помощью мембраны. Однако, у этого способа есть недостаток – кроме чистой воды в конце эксперимента образуется небольшое количество воды с высоким уровнем загрязнений, которую затем надо утилизировать.
Решение этой проблемы отыскали американские материаловеды под руководством Джеффри Лонга (Jeffrey R. Long) из Калифорнийского университета в Беркли. Они модифицировали ион-обменные мембраны с помощью наночастиц пористых ароматических каркасных структур (PAF) и сумели не только очистить воду, но и селективно извлечь из нее растворенные ионы металлов.