Die Forscher verwenden für ihren alternativen Ansatz Nanopartikel mit einem Kern aus magnetischem Eisenoxid und einer Schale aus porösem Siliziumdioxid. Auf der Oberfläche wird eine ionische Flüssigkeit aufgebracht. Diese Flüssigkeit ist ein Salz, das bei Raumtemperatur einen flüssigen Zusstand aufweist. Sie basiert auf Polyoxometallaten (POM) – Metallatomen, die über Sauerstoffatome zu einem dreidimensionalen Netzwerk verbrückt sind.
Kontaminationen einfach mit Magneten entfernen
Als Metall kommt Wolfram zum Einsatz, da die entstehenden Polyoxowolframat-Anionen Schwermetallionen binden können. Die Gegenionen werden von voluminösen Tetraalkylammonium-Kationen mit antimikrobiellen Eigenschaften gebildet. Die dabei entstehenden ionischen Flüssigkeiten bilden dünne stabile Schichten auf dem porösen Siliziumdioxid-Mantel der Nanopartikel. Die Nanopartikel, die mit Kontaminationen beladenen sind, lassen sich dann durch einen Magneten aus dem Wasser entfernen.
Nanopartikel entfernen verschiedene Stoffe und Mikroplastik
Bei den Labortests haben die Nanopartikel Blei-, Nickel-, Kupfer-, Chrom- und Kobaltionen sowie den Farbstoff Patentblau V als Modellsubstanz für aromatische Verunreinigungen entfernt. Auch das Wachstum verschiedener Bakterienarten konnte gestoppt werden. Außerdem lagerten sich die Nanopartikel an die Oberfläche von 1 µm bzw. 10 µm großen Polystyrolkügelchen – ein Modell für Mikroplastik – an, die sich auf diese Weise entfernen ließen.
Reinigung großer Wassermengen
Wenn das Verbundmaterial weiter optimiert wird, bilden die Nanopartikel einen guten Ausgangspunkt für zentrale und dezentrale Wasseraufbereitungssysteme. Damit wäre eine einfache Reingung von größeren Wassermengen auch ohne umfangreiche Infrastruktur möglich.
Zur Originalveröffentlichung:
Carsten Streb et al.; “Water Purification and Microplastics Removal using Magnetic Polyoxometalate‐Supported Ionic Liquid Phases (magPOM‐SILPs)”; Angewandte Chemie International Edition; 2019
