Gli scienziati di NUST MISIS, insieme ai colleghi indiani della Jain University e dello Sri Dharmasthala Manjunateshwara College, hanno presentato membrane innovative per la rimozione completa dei metalli pesanti dalle acque reflue industriali. La speciale nanostruttura di ossido di alluminio modificato con zinco ha permesso di rimuovere arsenico e piombo dall'acqua con un'efficienza dell'87% e del 98%, rispettivamente. I risultati del lavoro sono stati pubblicati nel Chemosfera rivista.

L'industrializzazione è la principale causa di inquinamento idrico dovuto all'ingresso di rifiuti industriali. In particolare, metalli pesanti:arsenico, piombo e cadmio:possono causare disordini metabolici e molteplici effetti critici per il corpo, che li rendono estremamente tossici per l'ambiente.

Uno dei metodi più promettenti di purificazione e rimozione degli ioni di metalli pesanti dall'acqua è la tecnologia a membrana. Agisce come un'efficace barriera (filtro) ed è relativamente facile da fabbricare. Allo stesso tempo, presenta alcune gravi limitazioni come un elevato consumo di energia, breve durata della membrana, bassa produttività e selettività.

La sfida per gli scienziati è rendere la tecnologia a membrana un metodo più versatile e disponibile in commercio per la purificazione delle acque reflue. Un team internazionale di ricercatori provenienti da Russia e India ha proposto una soluzione al problema sintetizzando un nuovo tipo di membrane, in particolare nanoparticelle porose di ossido di alluminio drogato con zinco.

"Le nanoparticelle che abbiamo ottenuto con il metodo della combustione in soluzione hanno una superficie molto ampia (261,44 m ² /g) a una dimensione di 50 nanometri. Le immagini in sezione trasversale di nanoparticelle ottenute utilizzando la microscopia elettronica a scansione hanno mostrato la morfologia simile a un dito e la natura porosa delle membrane, " disse Vignesh Nayak, coautore dell'opera, un postdoc al NUST MISIS.

Secondo gli scienziati, le membrane sintetizzate hanno mostrato una maggiore idrofilia (bagnabilità), carica superficiale e super porosità, che ha permesso di rimuovere arsenico e piombo da una soluzione acquosa con un'efficienza dell'87% e del 98%, rispettivamente.

Il secondo importante vantaggio delle membrane ottenute sono le proprietà antivegetative. Significa che il materiale è resistente alle incrostazioni di microrganismi acquatici, che disabilitano i dispositivi che sono stati in ambienti acquatici per molto tempo.

Lo studio antivegetativo condotto dagli sviluppatori a varie pressioni con una soluzione di alimentazione contenente albumina di siero bovino ha mostrato il 98,4% di recupero e riutilizzabilità delle membrane per un massimo di tre cicli continui.

Nel futuro, le membrane ottenute possono essere utilizzate per un efficace trattamento degli effluenti industriali, così come negli impianti di trattamento delle acque delle grandi città. Il team sta attualmente completando i test di laboratorio dei campioni ottenuti.