Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Рис. 1. Высотный профиль исходного оксида графена по данным атомно-силовой микроскопии (а); растровая электронная микроскопия порошка восстановленного оксида графена (b), полипиррола (c) и композита восстановленный оксид графена/полипиррол (d). Данные просвечивающей электронной микроскопии подтверждают формирование полимера на поверхности углеродных слоёв (e), а также уникальную природу композита (f).

Рис. 2. Максимальная сорбционная ёмкость композита достигается при 15% полипиррола по массе.

Рис. 3. Зависимость сорбционной ёмкости композита от начальной концентрации Hg2+ (a), времени сорбции (b), рН (с) и температуры проведения эксперимента (d).

Рис. 4. Эффективность сорбции различных металлов из смешанного раствора подтверждает высокую селективность композита.

Графен спасет нас от ртути

Ключевые слова:  графен, защита окружающей среды, полипиррол, ртуть

Опубликовал(а):  Росляков Илья Владимирович

27 февраля 2011

Загрязнение сточных вод токсичными солями тяжёлых металлов – одна из серьёзных проблем современной цивилизации. О высокой токсичности ртути и её крайне вредном воздействии на организм человека и окружающую среду известно каждому. Одним из эффективных методов борьбы с подобными загрязнениями является химическая адсорбция ионов Hg2+. В качестве наиболее эффективных сорбентов можно назвать проводящие полимеры, содержащие серу, азот или кислород, которые проявляют высокую активность при связывании ртути. К сожалению, удельная площадь поверхности подобных полимерных материалов невелика, что заставляет научную общественность разрабатывать новые уникальные композиты для эффективной очистки.

Решением данной проблемы занимаются корейские учёные в университете города Поханга (Pohang, Korea). Ранее научная группа под руководством профессора Кима (Kwang S. Kim) уже опубликовала эффективный метод очистки сточных вод с высоким содержанием мышьяка. Сейчас фокус их исследований направлен борьбу с ртутью. В качестве сорбента они использовали полипиррол (polypyrrole – PPy), отличающийся высокой стабильностью (как химической, так и термической) и низкой токсичностью. Для увеличения площади удельной поверхности сорбции в качестве основы для полимера был предложен восстановленный оксид графена (reduced graphene oxide – RGO). В процессе синтеза полимеризацию пиррола проводили совместно с восстановлением оксида графена. Благодаря подобной методике формирование полимера происходит исключительно на поверхности углеродных монослоёв. Этот факт подтверждается данными электронной микроскопии (рис. 1) – композит не содержит полимерных глобул, характерных для полипиррола. Подобная морфология позволила достичь удельной площади поверхности композита в 166 м2/г (для сравнения у «чистого» полимера – 6 м2/г) и высокой сорбционной ёмкости, равной 980 мг Hg2+ на грамм сорбента.

Также в ходе работы было оптимизировано массовое содержание полипиррола в композите (рис. 2) и показана его сорбционная активность при различных условиях (рис. 3). Следует отметить, что предлагаемый материал термически устойчив вплоть до 270°С, а также обладает высокой эффективностью сорбции уже при комнатной температуре. Благодаря быстрой кинетике процесса полное насыщение композита достигается уже по прошествии 20 минут. Кроме того, сорбент обладает высокой селективностью (рис. 4) и уникальной способностью к регенерации (то есть возможно многократное циклирование, что чрезвычайно важно при промышленной очистке). Промывка композита в водном растворе соляной кислоты приводит к удалению более 92% ионов Hg2+, сорбированных на его поверхности.


Источник: ChemComm



Комментарии
Трусов Л. А., 27 февраля 2011 21:59 
о, петриковщина
Сейчас фокус их исследований направлен борьбу с ртутью
Подскажите, пожалуйста, а фокус может быть куда-нибудь направлен или нет?
Если рассматривать это слово в смысле как "ловкий приём, трюк..." то, может быть, и может. Но если "фокус - это постоянная точка, то...". Так где же истина. В школе говорят, что направленная величина - это вектор.
Трусов Л. А., 28 февраля 2011 00:16 
фокус-покус, конечно же
Владимир Владимирович, 28 февраля 2011 00:18 
да, тонкая игра слов и понятий
Ртуть (Hg2+) - это, в общем-то, фигня. Вот диметилртуть и прочие органические производные... С высокой подвижностью, плохой сорбируемостью и приличной устойчивостью - это намного хуже.

Кстати, в промышленности для удаления ртути давно используются распространённые и дешёвые сульфидные минералы, типа перекалённого пирита.
Последняя картинка похожа до боли на мою собственную, которую на просвечивающем в Новосибирске снимали

В Америке ртуть это большая проблема. Так что эти исследования актуальны.
Владимир Владимирович, 01 марта 2011 13:29 
Последняя картинка похожа до боли на мою

Да ух ты!

В Америке ртуть это большая проблема. Так что эти исследования актуальны.

А в России значит нет? Не проблема?

Слава Российской науке и Единой России!
И у нас актуальны.
Рискну предположить, что таким (или подобным) нанокомпозитом будут покрывать колбы новейших лампочек. Чтобы были не только энергосберегающими, но ещё и экологически-чистыми! (на фоне радужных перспектив вопрос собственно свечения несущественный)
Графен спасет человечество

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

В разных ракурсах
В разных ракурсах

Стань частью первой в России магистерской программы в области LED- технологий!
Стать участником первой в России магистерской программы в области LED- технологий можно уже на первой волне вступительных испытаний 8 и 9 июля, подав документы в Приемную комиссию Университета ИТМО (г. Санкт-Петербург, Кронверкский проспект, д. 49). Документы также можно подать почтой.

20 июня в МГУ стартовала приёмная кампания
20 июня в МГУ имени М.В. Ломоносова стартовала приёмная кампания. В новому учебном 2019/2020 году в Московский университет поступят около 10 тысяч абитуриентов, откроются 4 новых направления подготовки и свыше 10 образовательных программ.

Коллекция статей в Frontiers in Chemistry, посвященная Международному Году Периодической Таблицы Элементов
Открыт прием статей в коллекцию Frontiers in Chemistry (Open Access, IF 4.155), посвященной 150 - летию Периодической Таблицы Элементов.

Новые гибридные перовскитоподобные материалы для солнечной энергетики
Тарасов Алексей Борисович, Постнаука
Как сохранить энергию солнца или ветра? Как может измениться стационарная энергетика в будущем? В проекте «Мир вещей. Из чего сделано будущее» совместно с Фондом инфраструктурных и образовательных программ (группа РОСНАНО) Постнаука рассказывает о последних открытиях и перспективных достижениях науки о материалах.

Материалы к защитам квалификационных работ бакалавров на ФНМ МГУ в 2019 году
Коллектив авторов
4-7 июня 2019 г. (11-00) в аудитории 221 корпуса Б пройдут защиты ВКР бакалавров ФНМ МГУ.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2019 году
Семенова Анна Александровна
21-24 мая 2019 года в лабораторном корпусе Б пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками ФНМ МГУ.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.