Onderzoekers van de North Carolina State University hebben aangetoond dat een synthetisch polymeer bepaalde kleurstoffen uit water kan verwijderen, en dat het polymeer kan worden teruggewonnen en hergebruikt. De bevindingen bieden een nieuwe potentiële methode voor het reinigen van afvalwater na gebruik door textiel, cosmetica of andere industrieën.

"Kleurstoffen worden overal gebruikt, ook in de textielindustrie, maar ook in farmaceutische producten, cosmetica, papier, leer en zelfs in medicijnen", zegt Januka Budhathoki-Uprety, hoofdauteur van een paper over het werk en een assistent-professor textieltechnologie. , scheikunde en wetenschap bij NC State. "Als deze verontreinigingen na het verven en afwerken niet op de juiste manier uit het afvalwater worden verwijderd, kunnen ze een belangrijke bron van milieuvervuiling zijn en risico's vormen voor de menselijke gezondheid."

In de studie, gepubliceerd in ACS Applied Polymer Materials , maakten onderzoekers een synthetisch polymeer genaamd polycarbodiimide. De onderzoekers testten vervolgens het vermogen van het materiaal om afvalwater eerst te reinigen door het op te lossen in een oplosmiddel en het vervolgens te mengen met water dat verontreinigd is met kleurstoffen. Ze testten de polymeeroplossing tegen een reeks van 20 anionische kleurstoffen, ook wel zure kleurstoffen genoemd, die in de textielindustrie worden gebruikt. Voor een eerste beoordeling deden de onderzoekers een visuele test met het blote oog om te zien of het polymeer werkte. De onderzoekers kwantificeerden later hoe goed het polymeer de kleurstof verwijderde met behulp van UV-Vis-spectroscopie.

"We hebben de polymeeroplossing gemengd met met kleurstof verontreinigd water, zodat het polymeer in de oplossing zich aan de kleurstof kan hechten. Dit is een tweefasenoplossing, net als olie en water. Het polymeergedeelte van de oplossing grijpt zich vast aan de kleurstoffen." Budhathoki-Uprety zei. "Toen konden we het schone water gemakkelijk scheiden van het verontreinigde oplossingsmengsel door het af te tappen, vergelijkbaar met het scheiden van water uit een mengsel van olie en water."

De polymeeroplossing verwijderde op vier na alle 20 zure kleurstoffen die ze testten. Bovendien vonden ze het gemakkelijk om het polymeer binnen enkele minuten terug te winnen. Ze vonden kenmerken van de kleurstoffen - gerelateerd aan hun moleculaire structuren - die bijdroegen aan de vraag of het polymeer werkte of niet.

"We ontdekten dat de polymeeroplossing kleurstoffen uit verontreinigd water kan verwijderen, en we kunnen het polymeer terugwinnen en gebruiken om kleurstof weer uit verontreinigd water te verwijderen," zei Budhathoki-Uprety.

In toekomstige studies zijn onderzoekers van plan een bibliotheek van polymeren te ontwikkelen die het potentieel zouden hebben om met meer soorten kleurstoffen te werken. Daarnaast willen ze een praktischer mechanisme ontwikkelen om polycarbodiimide te gebruiken om afvalwater te zuiveren.

"We werken aan de ontwikkeling van materialen die hetzelfde werk kunnen doen zonder het polymeer in de oplossingsfase te hoeven gebruiken," zei Budhathoki-Uprety. "Als je kleurstof hebt gemorst, wil je geen ontvlambare oplossing gebruiken - je wilt een vast materiaal dat gemakkelijker te hanteren is." + Verder verkennen

Een nieuwe oplossing voor afvalwaterzuivering