Fig. 1:Estera de titanato de sodio similar a las algas marinas para la eliminación de Co2 +. Crédito:Universidad de Osaka
Un equipo de investigadores de la Universidad de Osaka ha desarrollado un nanopolvo con forma de alga marina para un filtro de agua que ayuda a eliminar los iones metálicos tóxicos. Hecho de titanato de sodio en capas, las nanofibras orientadas al azar aumentan la eficacia del cobalto-II (Co 2 + ) captura de iones. Este trabajo podría conducir a soluciones más económicas y efectivas para filtrar agua que actualmente no se puede utilizar debido a metales pesados peligrosos o lluvia radiactiva.
A medida que la población mundial sigue aumentando, también lo hará la necesidad de agua potable. Desafortunadamente, muchas fuentes de agua se han contaminado con metales pesados, como el cobalto, de residuos industriales o escorrentías radiactivas. El titanato de sodio se ha utilizado ampliamente para filtrar estas sustancias tóxicas, pero su eficiencia no es suficiente. El titanato de sodio es generalmente un material estratificado bidimensional, pero su estructura cristalina puede variar según la composición química y el método de preparación. Para capturar eficazmente iones de metales pesados y / o radiactivos, el control morfológico del titanato de sodio es muy importante.
Ahora, Investigadores del Instituto de Investigación Científica e Industrial de la Universidad de Osaka han desarrollado un nuevo método para crear filtros de titanato de sodio altamente eficientes. "Utilizamos un proceso hidrotermal alcalino sin plantillas para producir las esteras, ", dice el primer autor Yoshifumi Kondo. Los investigadores encontraron que el aumento del tiempo de síntesis hidrotermal hacía que los cristales inicialmente redondos se alargaran y fibrosos, y para formar las esteras en forma de algas que consisten en las nanofibras orientadas al azar. Esta morfología a nanoescala similar a las algas aumentó la superficie de las esteras, que mejoró la eficiencia de eliminación de Co 2 + durante las pruebas de sorción.
"Debido al progreso del calentamiento global y la grave contaminación ambiental, la necesidad de formas seguras de eliminar materiales radiactivos y metales pesados de los recursos hídricos se ha vuelto aún más crítica, ", dice el autor principal Tomoyo Goto. En comparación con un material disponible comercialmente, las esteras nanoestructuradas de titanato de sodio mostraron un rendimiento mejorado para capturar Co 2 + iones. Se espera que el método se aplique a otros sistemas de purificación que eliminan metales pesados y radionucleidos de las aguas residuales.
Fig. 2:Estructura de la estera formada por cristales de titanato de sodio fibrosos de tamaño nanométrico. Crédito:Universidad de Osaka
Fig. 3 Prueba de sorción de Co2 + en esterilla de titanato de sodio y reactivo comercial como muestra de control. (a) Isoterma de sorción de Co2 +. SST:esterilla de titanato de sodio y TC:muestra de control. Micrografía electrónica de barrido de (b) estera de titanato de sodio y (c) muestra de control después de la prueba de sorción. La superficie de la muestra de control se cubrió con precipitados después de la prueba de sorción. Crédito:Universidad de Osaka