New filter removes 99 per cent of heavy metal toxins from water / Nuovo filtro rimuove il 99 per cento delle tossine di metalli pesanti dall'acqua

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Quartz fibers with carbon nanotubes grown in place 

(Credit: Barron Research Group/Rice University) /

Fibre al quarzo con nanotubi di carbonio coltivati in luogo


A newly developed filter that removes heavy metal toxins from water has the potential for water remediation in developing nations.
Carbon nanotubes immobilized in a tuft of quartz fiber have the power to remove toxic heavy carbon metals from water, according to researchers at the Energy Safety Research Institute at Swansea University in collaboration with researchers at Rice University.
Filters produced in the lab of Prof Andrew R Barron by Perry Alagappan absorb more than 99 per cent of metals from samples laden with cadmium, cobalt, copper, mercury, nickel and lead. Once saturated, the filters can be washed with a mild household chemical like vinegar and reused.
The researchers calculated one gram of the material could treat 83,000 liters of contaminated water to meet World Health Organization standards, which is enough for supply the daily needs of 11,000 people.
The lab’s analysis of the new filters appears in Nature’s open-access Scientific Reports.
The filters consist of carbon nanotubes grown in place on quartz fibers that are then chemically epoxidized.
Lab tests showed that scaled-up versions of the “supported-epoxidised carbon nanotube” (SENT) filters proved able to treat five liters of water in less than one minute and be renewed in 90 seconds. The material is claimed to have retained nearly 100 per cent of its capacity to filter water for up to 70l per 100g of SENT, after which the metals contained could be extracted for reuse or turned into a solid for safe disposal.

Credit: Rice/Swansea Universities

While the quartz substrate gives the filter form and the carbon nanotube sheath make it tough, the epoxidation via an oxidizing acid appears to be most responsible for adsorbing the metal, they determined.
Alagappan, currently an undergraduate student at Stanford University, was inspired to start the project during a trip to India, where he learned about contamination of groundwater from the tons of electronic waste that are sent to landfill.
Barron said the raw materials for the filter are inexpensive and pointed out the conversion of acetic acid to vinegar is ubiquitous around the globe, which should simplify the process of recycling the filters for reuse even in remote locations.
“Where this would make the biggest social impact will be in village scale units that could treat water in remote locations in developing regions, however, there is also the potential to scale up metal extraction, in particular from mine waste water.”

ITALIANO

Un filtro di recente sviluppo che rimuove le tossine di metalli pesanti dall'acqua ha il potenziale per la rimozione dell'acqua nelle nazioni in via di sviluppo.
I nanotubi di carbonio immobilizzati in un fascio di fibre di quarzo hanno il potere di rimuovere metalli di carbonio pesanti tossici dall'acqua, secondo i ricercatori dell'Istituto di ricerca sulla sicurezza energetica dell'Università di Swansea in collaborazione con ricercatori dell'Università di Rice.
I filtri prodotti nel laboratorio di Prof Andrew R Barron di Perry Alagappan assorbono più del 99% dei metalli provenienti da campioni carichi di cadmio, cobalto, rame, mercurio, nichel e piombo. Una volta saturi, i filtri possono essere lavati con una leggera sostanza chimica come l'aceto ed essere riutilizzati.
I ricercatori hanno calcolato che un grammo del materiale potrebbe trattare 83.000 litri di acqua contaminata per soddisfare gli standard dell'organizzazione mondiale della sanità, sufficiente per soddisfare le esigenze quotidiane di 11.000 persone.
L'analisi del laboratorio dei nuovi filtri compare nei rapporti scientifici open-access di Nature.
I filtri sono costituiti da nanotubi di carbonio coltivati in loco su fibre di quarzo che vengono poi epossidate chimicamente.
I test di laboratorio hanno dimostrato che le versioni scalate dei filtri "nanotubi di carbonio supportato epossidizzato" (SENT) sono stati rivelati in grado di trattare cinque litri d'acqua in meno di un minuto e di essere rinnovati in 90 secondi. Il materiale è ritenuto di aver mantenuto quasi il 100 per cento della sua capacità di filtrare acqua fino a 70 litri per 100 g di SENT, dopo di che i metalli contenuti potrebbero essere estratti per il riutilizzo o trasformati in un solido per uno smaltimento sicuro.
Mentre il substrato di quarzo dà la forma del filtro e la guaina del nanotubi di carbonio lo rendono duro, l'epidossidazione tramite un acido ossidante sembra essere la responsabilità più importante per l'adsorbimento del metallo, hanno determinato.
Alagappan, attualmente studente universitario presso la Stanford University, è stato ispirato ad avviare il progetto durante un viaggio in India, dove ha appreso della contaminazione delle acque sotterranee dalle tonnellate di rifiuti elettronici che vengono inviati alla discarica.
Barron ha dichiarato che le materie prime per il filtro sono poco costose e hanno sottolineato che la conversione dell'acido acetico nell'aceto è onnipresente in tutto il mondo, cosa che dovrebbe semplificare il processo di riciclaggio dei filtri per il riutilizzo anche in località remote.
"Dove questo avrebbe il più grande impatto sociale in unità di scala di villaggio che potrebbero trattare l'acqua in località remote nelle regioni in via di sviluppo, tuttavia, c'è anche il potenziale per aumentare l'estrazione del metallo, in particolare dalle acque reflue".

Da:

https://www.theengineer.co.uk/filter-carbon-nanotubes-water/?cmpid=tenews_3734218&adg=CA40D8F0-63B9-4BE1-90A0-3379B1DDE40E