Этот адсорбент для очистки воды представляет собой нанопористый полимер на основе фтора, который может избирательно удалять водорастворимые микромолекулы. Он имеет дополнительное преимущество в том, что он дешев и легко синтезируется, а также является возобновляемым.Результаты этого исследования были опубликованы в Интернете в журнале Nature Communication 10 ноября 2016 года.
Исследование озаглавлено «Зависимое от заряда разделение водорастворимых органических молекул фторированными нанопористыми сетями в зависимости от заряда».Загрязнение воды ускоряется в результате глобального промышленного развития и потепления. По мере того, как новые материалы производятся и применяются в сельскохозяйственном и промышленном секторах, типы загрязняющих веществ, выбрасываемых в виде сточных вод и сточных вод, также становятся разнообразными.
Такие химические вещества, как красители и пестициды, могут быть особенно вредными, потому что они состоят из небольших и хорошо растворимых органических частиц, которые невозможно полностью удалить в процессе очистки воды, и в конечном итоге они попадают в нашу питьевую воду.В современных традиционных системах очистки воды используются такие процессы, как активированный уголь, озонолиз и мембрана обратного осмоса. Однако эти процессы предназначены для удаления более крупных органических молекул с более низкой растворимостью, поэтому удаление очень малых молекул с высокой растворимостью затруднено. Кроме того, эти микромолекулы имеют тенденцию заряжаться, поэтому их труднее разделить в водной форме.
Исследовательская группа стремилась удалить эти небольшие молекулы с помощью новой адсорбционной технологии.Чтобы удалить водные органические молекулярные загрязнители, команде был нужен адсорбент, который может адсорбировать молекулы микроразмеров. Также необходимо было ввести химическую функцию, которая позволила бы ему избирательно адсорбировать молекулы, и, наконец, адсорбент должен быть структурно стабильным, поскольку он будет использоваться под водой.
Впоследствии команда разработала адсорбент из пористого органического полимера на основе фтора, который отвечал всем условиям, перечисленным выше. Контролируя размер пор, этот адсорбент способен избирательно адсорбировать водные микромолекулы размером менее 1-2 нм.Кроме того, для отделения конкретных загрязняющих веществ должна быть химическая функциональность, такая как способность сильно взаимодействовать с целевым материалом. Фтор, наиболее электроотрицательный атом, сильно взаимодействует с заряженными растворимыми органическими молекулами.
Исследовательская группа включила фтор в адсорбент, что позволило ему отделять заряженные органические молекулы до 8 раз быстрее, чем нейтральные молекулы.Адсорбент, разработанный командой профессора Явуза, имеет широкое промышленное применение.
Его можно использовать в тестах периодической адсорбции, а также в разделении колонок для адсорбции по размеру и заряду.Профессор Явуз заявил, что «зарядоселективные свойства, проявляемые фтором, могут быть применены в процессах опреснения или очистки воды с использованием мембран».
Первым автором этой статьи является д-р Джихи Бюн, а исследование финансировалось Программой высокого риска и высокой доходности KAIST и Корейской программой исследователей среднего звена Министерства науки, ИКТ и планирования будущего, а также Программой развития технологий, направленной на Решить изменение климата.