Een team van onderzoekers van de Universiteit van Osaka heeft een nanopoeder in de vorm van zeewier ontwikkeld voor een waterfilter om giftige metaalionen te verwijderen. Gemaakt van gelaagd natriumtitanaat, de willekeurig georiënteerde nanovezels verhogen de werkzaamheid van kobalt-II (Co ₂ ⁺ ) ionenvangst. Dit werk kan leiden tot goedkopere en effectievere oplossingen voor het filteren van water dat momenteel onbruikbaar is vanwege gevaarlijke zware metalen of radioactieve neerslag.

Terwijl de wereldbevolking blijft groeien, net als de behoefte aan drinkbaar water. Helaas, veel waterbronnen zijn verontreinigd met zware metalen, zoals kobalt, van industrieel afval of radioactief afval. Natriumtitanaat is op grote schaal gebruikt om deze giftige stoffen uit te filteren, maar de efficiëntie ervan is niet genoeg. Natriumtitanaat is over het algemeen een tweedimensionaal gelaagd materiaal, maar de kristalstructuur kan variëren op basis van de chemische samenstelling en bereidingsmethode. Om radioactieve en/of zware metaalionen effectief af te vangen, de morfologische controle van het natriumtitanaat is erg belangrijk.

Nutsvoorzieningen, onderzoekers van het Instituut voor Wetenschappelijk en Industrieel Onderzoek van de Universiteit van Osaka hebben een nieuwe methode ontwikkeld om zeer efficiënte natriumtitanaatfilters te maken. "We gebruikten een sjabloonvrij alkalisch hydrothermisch proces om de matten te produceren, " zegt eerste auteur Yoshifumi Kondo. De onderzoekers ontdekten dat het verhogen van de hydrothermische synthesetijd ervoor zorgde dat de aanvankelijk ronde kristallen langwerpig en vezelig werden, en om de zeewiervormige matten te vormen die bestaan ​​uit de willekeurig georiënteerde nanovezels. Deze zeewierachtige morfologie op nanoschaal vergroot het oppervlak van de matten, die de verwijderingsefficiëntie van Co . verbeterde ₂ ⁺ tijdens sorptietesten.

"Vanwege de voortgang van de opwarming van de aarde en ernstige milieuvervuiling, de behoefte aan veilige manieren om radioactieve materialen en zware metalen uit waterbronnen te verwijderen is nog belangrijker geworden, " zegt senior auteur Tomoyo Goto. Vergeleken met in de handel verkrijgbaar materiaal, de nanogestructureerde natriumtitanaatmatten vertoonden verbeterde prestaties voor het vastleggen van Co ₂ ⁺ ionen. De methode zal naar verwachting worden toegepast voor andere zuiveringssystemen die zware metalen en radionucliden uit afvalwater verwijderen.