Incapsulamento di aerogel nanofibrosi amidoximati all'interno di tracheidi di cellule di legno per un efficiente adsorbimento degli ioni di uranio attraverso la filtrazione a cascata. Credito:Weihua Zhang
Molti metalli preziosi come oro, argento, litio e uranio sono vitali per l'alta tecnologia e l'industria moderna. Le riserve minerali terrestri di questi metalli sono generalmente molto limitate o soffrono di alti costi di estrazione. Sebbene la maggior parte di questi preziosi ioni metallici possa essere trovata nell'oceano, gli adsorbenti a basso costo e ad alta efficienza sono ancora la chiave per lo sviluppo dell'estrazione di questi metalli dall'acqua di mare.
Un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Li Chaoxu del Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT), Chinese Academy of Sciences (CAS), ha rivelato che le nanofibrille biologiche potrebbero estrarre in modo efficiente preziosi elementi metallici dall'acqua.
I loro risultati sono stati pubblicati su ACS Nano il 15 agosto.
Negli ultimi anni, il gruppo ha svolto numerosi lavori di ricerca sull'esfoliazione e l'autoassemblaggio di nanofibrille biologiche. Hanno scoperto che la sostituzione del cianoetile potrebbe consentire una rapida esfoliazione delle nanofibrille di cianoetilcellulosa mediante un leggero taglio (ad es. Agitazione manuale e omogeneizzazione) entro 30 minuti con una conversione fino a circa il 90%.
Recentemente, hanno scoperto che le fibrille di cellulosa sono state esfoliate preferenzialmente dallo strato povero di lignina delle pareti cellulari secondarie del legno di balsa durante un processo di amidossimazione in situ e queste fibrille sono state riempite nei tracheidi delle cellule del legno.
Quando si allineano le tracheidi cellulari perpendicolarmente al flusso, i legni risultanti potrebbero fungere da membrane di filtrazione efficienti e ad alta pressione per catturare ioni di uranio acquatico, in analogia a una tipica filtrazione a cascata, consentendo un rapporto di reiezione>99% e un flusso di ~920 L m -2 h -1 per una membrana autoportante di 2 mm di spessore a una pressione di 6 bar.
"Questo studio non solo fornisce un approccio in situ alla produzione di nanomateriali biologici, ma offre anche un percorso sostenibile per l'estrazione ad alta efficienza dell'uranio acquoso", ha affermato il prof. LI Mingjie, uno degli autori corrispondenti dello studio.
Nella loro recensione pubblicata in Esplorazione l'11 luglio, hanno riferito che i gruppi funzionali (ad es. Carbossile, amino, fosfonato e idrossi) di nanofibrille biologiche hanno consentito la riduzione chimica e la cattura di ioni di metalli nobili (ad es. Oro, argento e platino) dall'acqua, fornendo un ambiente verde e sostenibile percorso per il recupero dei metalli nobili. + Esplora ulteriormente
