Tautan asli: https://www.xianjichina.com/special/detail_514121.html
Sumber: xianji.com
Adsorben yang efisien untuk pengolahan air limbah industri penting untuk meminimalkan potensi kerusakan lingkungan. Khusus untuk pewarna organik, aIni semacam industri pentingsemua polutan, biasanya memiliki kelarutan dalam air yang tinggi, tidak dapat terurai, dan banyak yang bersifat karsinogenisitas. Li Changxia dan Freddy Kratz dari sekolah kimia Universitas Wina dan rekan-rekan mereka kini telah mengusulkan metode baru untuk merancang material komposit inovatif, yang terdiri dari kerangka organik kovalen ultra-tipis (COF) berpori nano pada graphene dan dapat dibuat digunakan untuk menyaring polutan organik dalam air secara efisien. Studi ini dipublikasikan di Angewandte Chemie.
Sumber: Kimia Terapan Edisi Internasional (2022)
“Saat ini terdapat beberapa metode untuk memurnikan air, termasuk filter karbon aktif, namun masih ada ruang untuk peningkatan dalam efisiensi penerapan atau kapasitas adsorpsi,” kata Li Changxia, penulis pertama dan peneliti pasca doktoral.
Freddy Kleitz dari Institut Penelitian Bahan Fungsional di Institut Kimia Anorganik sedang mengembangkan bahan berpori nano baru. Untuk volume yang sama, bahan berpori mempunyai luas permukaan total jauh lebih besar dibandingkan bahan tidak berpori, sehingga sejumlah besar molekul dapat terakumulasi pada permukaan selama proses adsorpsi.
Covalent organic framework (COF) is a relatively novel material. They are particularly porous while being low in density and light in weight. Covalence means that their chemical bonds are formed by electron pairs between atoms.
Ukuran pewarna yang dipelajari oleh para peneliti dalam larutan model berair adalah sekitar 0,8 hingga 1,6 nm. “Kami telah mengembangkan metode baru menggunakan air untuk membentuk COF dengan cara yang relatif ramah lingkungan. Oleh karena itu, kami dapat mengembangkan 'spons' kecil, yang ukuran pori dan bentuk porinya dirancang dalam kisaran nanometer, dan nilai negatif yang disesuaikan. muatan permukaan sangat selektif ketika molekul target yang bermuatan positif (yaitu pewarna kita) dikeluarkan dari air,” kata para peneliti. “Sama seperti spons yang menyerap air, dalam kasus kami spons hanya merupakan polutan.”
Jika digunakan bubuk COF curah, karena tersumbatnya pori-pori di tepi luar, pori-pori bagian dalam bahan seringkali tidak lagi bersentuhan dengan polutan, terutama untuk molekul polutan berukuran besar. Komposit baru yang dikembangkan oleh para peneliti menyediakan struktur yang sepenuhnya permeabel: untuk tujuan ini, para peneliti membiakkan COF pada lembaran nano graphene tipis. Graphene sendiri merupakan gabungan lapisan atom karbon 2D dan lapisan COF setebal 2 nm sehingga membentuk struktur 3D yang kompak dan terbuka. Lapisan COF yang sangat tipis dapat mengekspos lebih banyak lokasi adsorpsi dibandingkan bubuk COF curah.
Di sisi lain, pori-pori sarang lebah yang lebih besar pada jaringan graphene mendukung pengangkutan air melalui bahan filter.
Pori-pori besar dari jaringan graphene dikombinasikan dengan lapisan COF ultra-tipis dengan sejumlah besar situs adsorpsi, sehingga pengolahan air limbah yang cepat dan efisien dapat terwujud. Karena masukan material graphene relatif rendah, dan material komposit dapat digunakan kembali sebagai filter setelah polutan dihilangkan, pengembangannya juga relatif hemat biaya.
