مياه نظيفة خالية من الكروم السام Filtering water

مياه نظيفة خالية من الكروم السام

تاريخ: 6 مايو 2020

مصدر: مدرسة لوزان الاتحادية للفنون التطبيقية

ملخص:

طور الكيميائيون مواد شبيهة بالإسفنج يمكنها جمع مواد معينة من المحلول. أظهر العلماء أن موادهم يمكن أن تمتص المواد الأخرى المذابة في المحلول بكفاءة ، مثل الذهب والزئبق والرصاص والكروم

 

يمثل الكروم سداسي التكافؤ مصدر تلوث المياه في جميع أنحاء العالم ، حيث تم تغريم شركة أمريكية واحدة في فبراير / شباط فقط لأنها عرضت الموظفين للخطر من شرب مياه مسممه بالكروم. يعتبر الكروم سداسي التكافؤ شديد السمية ، خاصة عند استنشاقه أو ابتلاعه ، ويتم تنظيم استخدامه في أوروبا وفي العديد من البلدان حول العالم. ويعتقد أنه سامة للجينات ، مما يؤدي إلى تلف الحمض النووي وتشكيل أورام سرطانية.

 

الآن ، يقوم الكيميائيون في EPFL بتطوير عمليات موفرة للطاقة لإزالة الملوثات ، هذه المرة الكروم سداسي التكافؤ ، من الماء. تم نشر النتائج اليوم في مجلة كيمياء المواد أ.

 

تقول الكاتبة الرئيسية ويندي كوين من مختبر المواد الوظيفية التابع لـ EPFL "توفير المياه النظيفة هو أحد أهم التحديات في عصرنا". "إن تطوير عمليات موفرة للطاقة قادرة على إزالة ملوثات المياه بسرعة تلعب دورًا مهمًا في جهودنا لتحسين صحة الإنسان والرفاه البيئي عالميًا".

 

تعمل كوين وزملاؤها على تطوير مواد شبيهة بالإسفنج يمكنها جمع مواد معينة من المحلول. موادهم هي في الواقع بلورات ، تسمى الأطر المعدنية العضوية (MOF) ، ويقوم العلماء بتكييف هذه الهياكل البلورية لالتقاط مادة معينة.

 

المواد مسامية للغاية ويمكن أن تكون مساحة سطح التلامس الموجودة في غرام واحد من هذه الأطر المعدنية كبيرة مثل مساحة ملعب كرة القدم. ثم تدخل المادة المستهدفة هذه المسام وتلتصق بمساحة السطح الداخلية في عملية تسمى الامتزاز.

 

أظهر العلماء في السابق أن موادهم يمكن أن تمتص المواد الأخرى المذابة في المحلول بكفاءة ، مثل الذهب والزئبق والرصاص. على سبيل المثال ، ينتج 1 جرام من MOF حوالي 1 جرام من الذهب. أظهرت كوين ، بالتعاون مع عالمة EPFL Berend Smit  وطالبة الدكتوراه في EPFL Bardiya Valizadeh ، استخراج الكروم سداسي التكافؤ من الماء، وهو مادة خفيفة نسبيًا ، يمكن أن تستخرج الأطر العضوية المعدنية حوالي 208 ملليجرام لكل جرام من MOF. أيضًا ، إذا سلطت الضوء ، فإنها تحول الكروم السداسي التكافؤ عالي السمية إلى كروم ثلاثي التكافؤ غير سام نسبيًا.

 

هناك حاجة لمزيد من التطورات من أجل تطبيق تقنية تطهير المياه خارج المختبر.

 

تشرح كوين: "الشيء العظيم في إسفنجتنا هو أنها سهلة ورخيصة نسبيًا". "الخطوة التالية هي اختبار الإسفنج لدينا على نطاق أوسع."

 

على سبيل المثال ، يتوقع العلماء أن يكلف 1 كجم من الأطر المعدنية حوالي 15 فرنك سويسري ، في حين أن 1 كجم من الذهب تساوي حوالي 55000 فرنك سويسري.

 

 

 

 

المصادر

 

• Materials provided by Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne. Note: Content may be edited for style and length.
• Bardiya Valizadeh, Tu N. Nguyen, Stavroula Kampouri, Daniel T. Sun, Mounir D. Mensi, Kyriakos Stylianou, Berend Smit, Wendy L. Queen. A novel integrated Cr(vi) adsorption–photoreduction system using MOF@polymer composite beads. Journal of Materials Chemistry A, 2020; DOI: 10.1039/d0ta01046d

 

اعداد:

علي ثاير النعيمي

Instagram

Facebook