FoodPro Preloader

Heavy Metal Filter gjort stort sett fra luft


. "Vi har et materiale som presenterer et meget høyt overflateareal, og selve overflaten er laget av noe med forskjellige reaktiviteter enn oksyder, " sier kjemiker Mercouri Kanatzidis fra Northwestern University og Argonne National Laboratory, hvor laget oppdaget gelene. "Det gir opphav til egenskaper som oksider ikke har.

.

"Vi har et materiale som presenterer et meget høyt overflateareal, og selve overflaten er laget av noe med forskjellige reaktiviteter enn oksyder, " sier kjemiker Mercouri Kanatzidis fra Northwestern University og Argonne National Laboratory, hvor laget oppdaget gelene. "Det gir opphav til egenskaper som oksider ikke har."

Forskerne oppdaget syv geler i all-made i løsning fra chalcogener (kolonnen av elementer på det periodiske bordet som begynner med oksygen) og platina. Mer vanlige aerogels er laget av oksider, som silisiumdioksyd (eller sand). Sistnevnte kjemiske forbindelser, i tillegg til å være allestedsnærværende i jordskorpen, brukes til en rekke formål, fra solkrem til antirustbelegg. Men de såkalte chalcogels-laget av svovel eller selen-tilbyr en rekke nye funksjoner.

For eksempel oppdaget forskere at når vann forurenset av tungmetallkviksølv (som kan forårsake nerve- og hjerneskade hos foster og barn) ble drevet gjennom en svovel-germanium chalcogel, gikk mengden kvikksølv fra 645 deler per million til bare 0, 04 ppm. "Disse tunge elementene elsker å binde seg til svovelatomer, " sier Kanatzidis. Det metallbærende vannet passerer gjennom "torturous, porous network" av chalcogel og "før eller senere vil disse tunge elementene støte på svovel. Det er klisset til dem."

Mekanismen for den klebrigheten "er ukjent, sier kjemiker Stephanie Brock fra Wayne State University i Detroit, som har skapt lignende geler med en mer stiv indre struktur. "Det kan enten være et sorptionsfenomen (hvor de [positive] ionene knytter seg til ledige steder på chalcogenidet [negative ioner]) eller et ionbytterfenomen (hvor platin slippes ut og kvikksølv blir plukket opp)."

Nøkkelen er det utvidede overflatearealet til chalcogel, et ekstremt lavt tetthetsfast stoff består hovedsakelig av luft. "En kubikkcentimeter av disse tingene kunne ha 1500 kvadratmeter - nesten et fotballbane-innsiden av det, " kanatzidis notater. Den utvidede overflaten er en stor avstandsversjon av den amorfe strukturen som danner den første gelen, men det er et mysterium hvorfor gelen dannes i utgangspunktet i stedet for å bli et fast bunnfall som faller ut av løsningen. "For å lage en gel, må du ha en vekst av rammen som er tredimensjonal slik at den strekker seg ut i rommet, som et tre, bare mye raskere, " sier Kanatzidis. "Hvorfor det skjer slik med platina, er ikke klart for meg."

Uansett gir de forskjellige elementskomponentene andre flotte egenskaper som kan multipliseres over det enorme indre overflaten. "Den optiske absorbansen av disse chalcogenid-aeroglene stemmer pent til solspektret, slik at disse kan være lovende plattformer for solceller og fotokatalysatorer, " sier Brock. Med andre ord kan slike chalcogels legge grunnlaget for en mer effektiv og raskere konvertering av innkommende lys til elektrisitet eller for å bryte ned vann til hydrogen.

Membraner laget av disse chalcogels kan også potensielt bidra til å rense hydrogen blandet med andre elementer. "Hvis folk er interessert i å bruke hydrogen som drivstoff, må det renses raskt, " sier Kanatzidis, en annen prosess assistert av den store mengden indre rom. Gelene kan også være nyttige ved behandling av flere prosaiske brennstoffer, slik som å fjerne svovelforurensning fra fossile brensler.

For å gjøre det, vil chalcogels måtte motstå høyere temperaturer; De begynner å kollapse ved temperaturer fra 150 grader Celsius til 300 grader C (572 grader F). De må også bli mindre sprø, kanskje ved å hvile på et sterkere substrat. I tillegg må de være billigere: å kreve at platina av edelt metall ville gjøre dem dyre. Men "erstatning av platina" i produksjonen av slike chalcogels "har vært vellykket, " sier Kanatzidis. "Disse aerogels kommer ikke til å være begrenset til platina."

Nedskalert: Ny Nano-enhet kan veie enkeltmolekylerHvorfor "Venus Rainbow" er egentlig en herlighetForskere lager første rom-temperatur single-electron transistorLong-Locked Genome of Ancient Man SequencedIslamic Artisans konstruert eksotisk nonrepeating mønster 500 år før matematikereKan et tall løse klimaendringene?Exxon Valdez la til hvileContinent-Wide Telescope bringer galaktisk svart hull i fokus