Fig. 1:Tappetino in titanato di sodio simile alle alghe per la rimozione di Co2+. Credito:Università di Osaka
Un team di ricercatori dell'Università di Osaka ha sviluppato una nanopolvere a forma di alga per un filtro dell'acqua che aiuta a rimuovere gli ioni metallici tossici. Realizzato in titanato di sodio stratificato, le nanofibre orientate casualmente aumentano l'efficacia del cobalto-II (Co 2 + ) cattura ionica. Questo lavoro potrebbe portare a soluzioni più economiche ed efficaci per filtrare l'acqua che è attualmente inutilizzabile a causa di metalli pesanti pericolosi o ricadute radioattive.
Mentre la popolazione mondiale continua ad aumentare, così sarà la necessità di acqua potabile. Purtroppo, molte fonti d'acqua sono state contaminate da metalli pesanti, come il cobalto, da rifiuti industriali o da deflusso radioattivo. Il titanato di sodio è stato ampiamente utilizzato per filtrare queste sostanze tossiche, ma la sua efficienza non è sufficiente. Il titanato di sodio è generalmente un materiale stratificato bidimensionale, ma la sua struttura cristallina può variare in base alla composizione chimica e al metodo di preparazione. Per catturare efficacemente ioni radioattivi e/o metalli pesanti, il controllo morfologico del titanato di sodio è molto importante.
Ora, i ricercatori dell'Istituto di ricerca scientifica e industriale dell'Università di Osaka hanno sviluppato un nuovo metodo per creare filtri in titanato di sodio altamente efficienti. "Abbiamo utilizzato un processo idrotermale alcalino senza modelli per produrre i tappetini, " dice il primo autore Yoshifumi Kondo. I ricercatori hanno scoperto che aumentando il tempo di sintesi idrotermale i cristalli inizialmente rotondi diventavano allungati e fibrosi, e per formare i tappetini a forma di alga costituiti dalle nanofibre orientate in modo casuale. Questa morfologia su nanoscala simile a un'alga ha aumentato la superficie dei tappetini, che ha migliorato l'efficienza di rimozione di Co 2 + durante i test di assorbimento.
"A causa dei progressi del riscaldamento globale e del grave inquinamento ambientale, la necessità di metodi sicuri per rimuovere materiali radioattivi e metalli pesanti dalle risorse idriche è diventata ancora più critica, " afferma l'autore senior Tomoyo Goto. Rispetto a un materiale disponibile in commercio, i tappetini in titanato di sodio nanostrutturati hanno mostrato prestazioni migliorate per la cattura di Co 2 + ioni. Il metodo dovrebbe essere applicato ad altri sistemi di purificazione che rimuovono metalli pesanti e radionuclidi dalle acque reflue.
Fig. 2:Struttura del materassino costituita da cristalli di titanato di sodio fibroso di dimensioni nanometriche. Credito:Università di Osaka
Fig. 3 Test di assorbimento di Co2+ su tappetino in titanato di sodio e reagente commerciale come campione di controllo. (a) Isoterma di assorbimento di Co2+. SST:stuoia di titantato di sodio e TC:campione di controllo. Micrografia elettronica a scansione di (b) stuoia di titanato di sodio e (c) campione di controllo dopo il test di assorbimento. La superficie del campione di controllo è stata ricoperta da precipitati dopo il test di assorbimento. Credito:Università di Osaka
