Ученые из Института технологий биоэнергетики и биопроцессов Циндао (QIBEBT) Академии наук КНР установили, что биологические нанофибриллы, содержащиеся в нановолокнистых аэрогелях, способны эффективно извлекать из воды частицы ценных металлов. Об этом сообщает портал Nanowerk. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.
ru.Многие ценные металлы, такие как золото, серебро, уран и литий, жизненно важны для высоких технологий и современной промышленности. Наземные запасы полезных ископаемых этих металлов, как правило, очень ограничены либо требуют больших затрат на добычу. При этом большинство ионов этих ценных металлов можно найти в океане, а ключом к развитию этих технологий являются недорогие и высокоэффективные адсорбенты.
Новый путь в возможностях извлечения ценных металлов из морской воды открыла исследовательская группа в КНР под руководством профессора Ли Чаосю из QIBEBT в Циндао.
В последние годы эта группа провела большую исследовательскую работу по отшелушиванию и самосборке биологических нанофибрилл. В частности, ранее они обнаружили, что замещение цианоэтилом может обеспечить быстрое расслоение нанофибрилл цианоэтилцеллюлозы при слабом сдвиге (например, ручном встряхивании и гомогенизации) в течение 30 минут с конверсией до ~90%.
Теперь ученые QIBEBT обнаружили, что фибриллы целлюлозы преимущественно отслаивались от обедненного лигнином слоя вторичных клеточных стенок пробкового дерева в процессе амидоксимации, и эти фибриллы заполнялись трахеидами древесных клеток. При расположении клеточных трахеид перпендикулярно потоку полученная древесина, как установили исследования, способна служить эффективными фильтрующими мембранами высокого давления для улавливания ионов металлов.
В частности, специалисты отметили в этом процессе аналогию с типичной каскадной фильтрацией урана, содержащегося в воде. При этом новый техпроцесс обеспечивает коэффициент фильтрации >99% и весьма мощный поток для свободностоящей мембраны толщиной 2 мм под давлением 6 бар.
«Это исследование не только обеспечивает подход к производству биологических наноматериалов in situ («на месте»), но также предлагает устойчивый способ высокоэффективного извлечения водно-растворенного урана», – подчеркнул профессор Ли Минцзе, один из ведущих авторов исследования.
В своем отчете по итогам исследования, опубликованном в научном журнале Exploration ученые QIBEBT сообщили, что функциональные группы (например, карбоксильные, амино, фосфонатные и гидроксильные) биологических нанофибрилл обеспечивают химическое восстановление и захват ионов благородных металлов (например, Au, Ag и Pt) из воды, обеспечивая экологичный и устойчивый способ их извлечения из морской воды.
Ранее издание discover24.ru сообщало, что ученые из Университета штата Пенсильвания в США разработали способ использования микро- и наночастиц, созданных из бросовых органических материалов, для захвата молекул ценных редкоземельных элементов (в частности, ниобия) из водных растворов.
Свежие комментарии