Genom att skapa prydligt åtskilda slitsar i ett lermineral, Universitetet i Groningen Professor i experimentell fasta tillståndsfysik Petra Rudolf kunde filtrera vatten för att avlägsna en giftig herbicid. Efter att ha tagit bort föroreningarna genom att värma upp materialet, leran kan återanvändas. Tillsammans med kollegor från Grekland, Rudolf presenterar denna principiella studie i tidskriften Miljövetenskap Nano .

I Nederländerna, det odlas mycket sockerbetor. På dessa fält, herbiciden kloridazon används flitigt. Denna förening är giftig för människor, bryts inte ner i naturen och kommer så småningom att sippra ner i grundvattnet. Kloridazonkoncentrationerna i grundvattnet ligger för närvarande under säkerhetströskeln men eftersom det är långlivat i miljön, de förväntas öka. "Vattenreningsanläggningar kan bryta ner kloridazon med UV-ljus - men nedbrytningsprodukterna av kloridazon är också giftiga, " förklarar Rudolf.

Pelare

Rudolf har skaffat sig en teknik för att göra väldefinierade nanokaviteter i lera, som hon anpassade för att fånga herbiciden. "Lera är ett skiktat mineral, " Rudolf förklarar. "Lagren har en negativ laddning och är separerade av positiva joner. Vi kan ersätta dem med molekylära pelare av vår egen design." De naturliga lerorna tvättas först och behandlas sedan med natriumsalter. Natriumet ersätter de naturliga positiva jonerna mellan lagren. "Dessa natriumjoner är omgivna av en vattenmantel, vilket trycker skikten något längre isär. Genom att helt enkelt lägga till pelarmolekylerna till vattnet, de kommer att ersätta natrium."

Dessa pelare är vanligtvis gjorda av kiseloxid, med en tillsatt kemisk grupp som definierar hålrummens affinitet. Rudolf:"I det här fallet, vi tillsatte kopparjoner för att locka till sig kloridazon och dess nedbrytningsprodukter." Den funktionaliserade leran absorberade herbiciden i betydande mängder:nästan 900 milligram per kilogram lera. "Detta är ett bra resultat och vi ser utrymme för att ytterligare öka upptaget." , Rudolf och hennes kollegor har visat att herbiciden tas bort genom att lera värms upp, som sedan kan användas igen.

Grundvatten

De första resultaten erhölls med 10 gånger den högsta koncentrationen av kloridazon som uppmätts i miljön. Vidare, experimenten utfördes i rent vatten. "Så, vi måste upprepa detta i riktigt grundvatten, för att se om andra föreningar påverkar absorptionen." Om alla dessa tester ger positiva resultat, nästa fråga är hur man gör denna lera till en produkt som kan användas i vattenrening. "Alternativen är att tillsätta leran i vatten och sedan hämta den genom filtrering, eller att bygga leran till ett membran, " förklarar Rudolf.

Genom att ändra bredden på slitsarna och ändra pelarnas affinitet, olika kemiska föreningar kunde fångas upp av den funktionaliserade leran. "Vi testar system för att ta bort två andra föreningar från vatten, säger Rudolf. Dessutom, ett liknande system skulle kunna skapas med andra skiktade material, såsom grafenoxid."