물 필터는 숯과 유청으로 독성 금속을 제거합니다

새로운 정수 필터는 독성 중금속 이온과 방사성 물질을 한 번에 제거 할 수 있습니다.

필터 멤브레인은 유청 단백질 섬유와 활성탄의 두 가지 저비용 물질의 하이브리드입니다. 간단한 기술은 기존 방법의 몇 가지 단점을 극복합니다. 기존 방법은 비용이 많이 들고 특정 요소 만 제거하거나 필터 용량이 매우 작습니다.

"이 프로젝트는 내가 해왔 던 가장 중요한 일 중 하나"라고 취리히 (ETH Zurich)의 음식 및 연성 재료 교수 인 Raffaele Mezzenga는 말합니다. 그와 동료 Sreenath Bolisetty는이 기술을 저널에 기술했습니다. 자연 나노 기술.

여과 시스템의 중심에는 활성탄과 견고하고 단단한 유장 단백질 섬유로 구성된 새로운 유형의 하이브리드 막이 있습니다. 두 가지 구성 요소는 저렴하고 생산하기 쉽습니다.

유장 단백질은 변성되어 스트레치를 일으키고 궁극적으로는 아밀로이드 피 브릴 (amyloid fibrils) 형태로 결합합니다. 활성 탄소와 함께, 이들 섬유는 셀룰로스 여과지와 같은 적합한 기재 물질에 도포된다. 탄소 함량은 98 퍼센트이며, 단백질에 의해 만들어진 2 퍼센트입니다.


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귀중한 금을 되찾기

이 하이브리드 막은 납, 수은, 금 및 팔라듐과 같은 산업 관련 요소를 포함하여 비특이적 인 방식으로 다양한 중금속을 흡수합니다. 그러나 핵 폐기물이나 특정 암 치료법과 관련이있는 방사성 물질 인 우라늄이나 인 32를 흡수합니다.

멤브레인은 또한 물에서 매우 독성이 강한 금속 시아 나이드를 제거합니다. 이 종류의 재료에는 시안화 금 (gold cyanide)이 포함되어 있습니다.이 시안은 전자 산업에서 일반적으로 회로 기판에 도체 트랙을 생성하는 데 사용됩니다.

멤브레인 여과 및 금을 회수하는 간단한 방법을 제공하므로, 필터 시스템은 언젠가 아니라 금 재활용에 중요한 역할을 할 수있다.

"회수 된 금에 의해 생성 된 이익은 200와 하이브리드 멤브레인의 비용의 곱보다 더 큽니다."라고 Mezzenga는 말합니다.

전달 방법

여과 과정은 매우 간단합니다. 오염 된 물은 진공을 통해 멤브레인을 통과합니다.

"A 충분히 강한 진공이 간단한 손 펌프로 제조 될 수있다"Mezzenga "은 시스템이 전기없이 동작 할 수 있도록하는 것이다."라고

이 시스템은 거의 무한대로 확장 할 수있어 많은 양의 물을 줄이는 데 비용 효율적입니다.

독성 물질은 필터를 통해 흡입되기 때문에 개별 금속 이온이 도킹 할 수있는 수많은 결합 부위를 갖는 단백질 섬유에 주로 부착됩니다. 그러나, 활성탄의 넓은 표면적은 다량의 독소를 흡수 할 수있어 막의 포화를 지연시킵니다.

또한, 단백질 섬유는 멤브레인에 기계적 강도를 부여하며, 고온에서 트랩 된 이온을 화학적으로 귀중한 금속 나노 입자로 전환시킵니다.

매우 높은 용량

Mezzenga 하이브리드 멤브레인의 필터 용량에 대한 열정이다. 염화 수은과 테스트에서, 예를 들어, 여과 액에 존재하는 수은의 농도 이상 99.5 %까지 떨어졌다.

효율이 더 높은 화합물 99.98 %가 멤브레인에 결합 된 독성 포타슘 금 시아 나이드 화합물과되었거나 효율 99.97 퍼센트보다 크다 리드 염으로. 그리고 방사성 우라늄으로, 원래의 농도 99.4 %의 여과 동안 구속되었다.

"우리는 단지 하나의 패스로 이러한 높은 값을 달성,"Bolisetty는 말한다.

비록 다중 패스를 통해 하이브리드 막은 높은 신뢰성과 독성 물질을 필터링한다. 10이 지나면 (백만 분율) 0.4 PPM에서 4.2 배로 증가 여액 수은 농도 ppm의 10하도록하지만, 사용 된 단백질의 양이 매우 낮았다.

10 리터의 오염 된 물을 걸러 내기 위해 연구원들은 무게가 7 분의 XNUMX에 불과한 막을 사용했으며,이 중 XNUMX %는 단백질 섬유로 구성되어 있습니다.

"유청 단백질 중 하나 킬로 물 90,000 리터를 정화하기에 충분 것"Mezzenga는 말한다.

이는 효율이 더 막의 단백질 함량을 추가로 증가 될 수 제안 그는이 새로운 방식의 유연성을 강조 추가한다.

이 기술을 특허 한 Mezzenga는 필터가 시장에 진출 할 것으로 확신합니다.

"거기에 대한 여러 응용 프로그램이 있으며, 물이 오늘날 우리가 직면하고있는 가장 시급한 문제 중 하나입니다"라고 그는 덧붙였다.

출처: ETH 취리히

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