Zeswaardig chroom blijft waterbronnen over de hele wereld besmetten, met een Amerikaans bedrijf dat net in februari een boete kreeg voor het in gevaar brengen van werknemers. Zeswaardig chroom wordt als extreem giftig beschouwd, vooral bij inademing of inslikken, en het gebruik ervan is gereguleerd in Europa en in veel landen over de hele wereld. Men denkt dat het genotoxisch is, wat leidt tot DNA-schade en de vorming van kankergezwellen.

Nutsvoorzieningen, chemici van EPFL ontwikkelen energie-efficiënte processen voor het verwijderen van verontreinigingen, dit keer zeswaardig chroom, uit water. De resultaten worden vandaag gepubliceerd in de Journal of Materials Chemistry A .

"Het bieden van toegang tot schoon water is een van de belangrijkste uitdagingen van onze tijd, " zegt hoofdauteur Wendy Queen van EPFL's Laboratory of Functional Materials. "De ontwikkeling van energie-efficiënte processen die waterverontreinigingen snel kunnen verwijderen, speelt een belangrijke rol in onze inspanningen om de menselijke gezondheid en het milieuwelzijn wereldwijd te verbeteren."

Queen en collega's ontwikkelen sponsachtige materialen die specifieke stoffen uit de oplossing kunnen halen. Hun materialen zijn eigenlijk kristallen, zogenaamde metaal-organische raamwerken (MOF), en de wetenschappers passen deze kristallijne structuren aan om een ​​bepaalde substantie te vangen.

De materialen zijn extreem poreus en het contactoppervlak in één gram van deze MOF's kan zo groot zijn als dat van een voetbalveld. De doelstof komt dan deze poriën binnen en plakt aan het interne oppervlak in een proces dat adsorptie wordt genoemd.

De wetenschappers hebben eerder aangetoond dat hun materialen andere in oplossing opgeloste stoffen efficiënt kunnen adsorberen, zoals goud, kwik en lood. Bijvoorbeeld, 1 gram MOF levert bijna 1 gram goud op. Koningin, in samenwerking met EPFL-wetenschapper Berend Smit en EPFL Ph.D. student Bardiya Valizadeh, heeft de extractie van zeswaardig chroom uit water aangetoond. Met zeswaardig chroom, een relatief lichte stof, de MOF's kunnen ongeveer 208 milligram per gram MOF extraheren. Ook, als je licht schijnt op de MOF, het transformeert vervolgens het zeer giftige zeswaardige chroom in een relatief niet-toxisch driewaardig chroom.

Om de technologie voor de decontaminatie van water buiten het laboratorium te implementeren, zijn verdere ontwikkelingen nodig.

"Het mooie van onze sponzen is dat ze relatief eenvoudig en goedkoop te maken zijn, " legt Queen uit. "De volgende stap is om onze sponzen op grotere schaal te testen."

Bijvoorbeeld, de wetenschappers verwachten dat 1 kg MOF's ongeveer 15 CHF kosten om te maken, terwijl 1 kg goud ongeveer 55 000 CHF waard is.