Новости химической науки > Золото поможет очистить воду от ртути

Вспомнив многовековой опыт выделения металлического золота из породы, исследователи разработали метод очистки ртути из загрязненной воды с помощь наночастиц золота.

Возможность удаления ряда загрязнений из воды с помощью наночастиц давно привлекает многих исследователей – это обусловлено высокой площадью поверхности наночастиц. Виктор Пунтес (Victor Puntes) из Каталонского Института Нанотехнологий (Барселона) предположил, что наночастицы золота могут извлечь ртуть из воды. Вспомнив, что шахтеры использовали образование амальгам золота для выделения драгоценного металла из горных пород или для очистки, он решил «развернуть» этот процесс и с помощью золота выделить ртуть из загрязненной воды.

Рисунок из ACS Nano, DOI: 10.1021/nn204313a

Известно, что для получения амальгамы золота необходимо провести восстановление ионов ртути(II) до металлической ртути непосредственно в воде. Тем не менее, исследователи представляли, что сильный восстановитель будет способствовать неселективному восстановлению ионов содержащихся в растворе металлов, что может привести к осаждению на поверхности наночастицы золота не только ртути, и, соответственно, требовалось решение этой проблемы.

К счастью, проблема решилась достаточно просто – чтобы полученные наночастицы золота с диаметром 9 нм не коагулировали, исследователи покрыли их цитратом натрия. Помимо стабилизации наночастиц цитрат натрия также проявляет мягкие восстановительные свойства, селективно восстанавливая ионы ртути до металлической ртути, при этом поверхность наночастиц золота играла роль катализатора этого восстановления.

Исследователи из группы Пунтеса проверили разработанную систему в действии, введя наночастицы золота в модельный раствор, содержащий ионы ртути. При испытаниях было обнаружено, что ртуть быстро восстанавливается на поверхности наночастицы золота, затем в течение двух дней (при комнатной температуре) ртуть перемещалась от поверхности внутрь объема наночастиц золота, образуя амальгаму. На завершающем этапе обработки исследователи отделили наночастицы, содержащие ртуть, с помощью обычного амальгамирования.

Испытания показали, что при наночастицы золота, стабилизированные цитратом натрия, могут полностью удалить ртуть из воды, содержащей до 0.16 миллионных долей (в соответствии с нормами ВОЗ безопасное содержание ртути в воде составляет 1 миллиардную долю). Для проверки подхода в условиях, близких к реальным, исследователи получили раствор хлорида ртути(II) не в дистиллированной воде, а в воде, взятой из близлежащей реки. Наночастицы золота удалили до 40% ионов ртути из раствора, содержащего примерно 6.5 миллионных долей ртути.

Отмечая новизну метода, Мамаду Дьялло (Mamadou Diallo) из Калифорнийского Технологического Института, отмечает, что вряд ли когда-либо стоит ожидать промышленного метода очистки воды от ртути с помощью золота, полагая, что высокая стоимость золота, скорее всего, оставит новый метод «лабораторным развлечением». Дьялло говорит о множестве более дешевых методов очистки воды от ртути, основанных, например, на высокой тиофильности ртути.

Тем не менее, Пунтес полагает, что наночастицы золота могут удалять следы ртути из воды, уже прошедшей несколько стадий очистки. Он добавляет, что очищать очень грязную воду просто, однако очистка уже очищенной воды представляет собой гораздо более сложную задачу.

Источник: ACS Nano, DOI: 10.1021/nn204313a

метки статьи: #вопросы экологии, #нанотехнологии, #неорганическая химия, #химическая технология, #химия полимеров