Unter Verwendung der Nanotechnologie, zum von Mercury Zu Messen

Professor Suresh Kumar Bhargava, Dekan, Schule von Angewandten Wissenschaften, RMIT-Universität, Melbourne, Australien
Entsprechender Autor: suresh.bhargava@rmit.edu.au

Mercury ist ein geläufiger Umweltschadstoff mit weithin bekannten bioaccumulative und neurotoxic Eigenschaften. In der Gasphase hat elementares Quecksilber eine durchschnittliche atmosphärische Verweilzeit von, 5,7 Jahre bevor es bis zum Wasserlebensdauer absorbiert wird und an der Nahrungskette teilnimmt. Mit Schätzungen, dass ~2400 Tonnen Quecksilber pro Jahr aktuell der Atmosphäre infolge der menschlichen Aktivität freigegeben wird, ist es insbesondere eine ernste Bedrohung zu den Kindern und zu den schwangeren Frauen. Entsprechend den US EPA, sind mehr als 60.000 Babys möglicherweise in den US allein jedes Jahr gefährdet vom Mercury-bedingten Lernen und von den Entwicklungsproblemen geboren, weil schwangere Mütter entweder flüchtige Quecksilberverbindungen inhalieren oder Quecksilber verunreinigte Fische aßen.

Woher ist das ganzes Quecksilberkommen und was kann getan werden, um es schließlich zu stoppen?

Eine Teilantwort kann in den zehn von Tausenden der Kohle-brennenden weltweiten Kraftwerke gefunden werden - und diese Zahl ist schnell wachsend. Diese multi--Trillion DollarElektrizitätserzeugungsindustrie und andere Industrien wie Tonerdereinigung sind die Hauptquelle von Quecksilberluftemissionen und sind das späteste Ziel von Bundes US und von Regelungen der Zustandsreinen luft. Im Jahre 2010 Anfangend, werden die Schutzkappe-undhandel Standards die Gesamtquecksilberemission von den US-Triebwerkanlagen zu 38 Tonnen jährlich auferlegen (eine 21% Reduzierung gegen 1999 Stufen).

RMIT-Hochschulforscher haben Nanotechnologie verwendet, um einen bahnbrechenden Fühler, der eine der giftigsten Substanzen der Welt genau messen kann, Quecksilber herzustellen. Der Quecksilberfühler, der von der Industriellen Chemie-Gruppe RMITS entwickelt wird, verwendet Nano--ausgeführte Goldzellen, die Quecksilbermoleküle anziehen.

Der erste Schritt der Steuerung irgendeiner Art Giftstoff (einschließlich Quecksilberemissionen) ist, in der Lage zu sein, sie, nach Ansicht Professors Suresh Bhargava, Dekan zu messen der Schule der Angewandten Wissenschaften an RMIT-Universität und des Führers der Industriellen Chemie-Gruppe. „Traditionelle Quecksilberfühler können unzuverlässig sein, weil Fabrikschornsteine eine komplexe Zubereitung von flüchtigen organischen Verbindungen, Ammoniak freigeben und Wasserdampf, die ihre Überwachungsanlagen - eine beträchtliche Herausforderung behindern zum auszugleichen“, sagt Bhargava.

„, Zwecks Quecksilberemissionsquellen, Systemumstellung besser zu verstehen, und Umwelt- und gesellschaftliche Auswirkungen von Hektogramm dampfen auf, ist die Überwachungsgeräte der kontinuierlichen (CEMs) Emissionen, die an den strategischen Punkten innerhalb eines gegebenen Prozesses gelegen sind, ein Moder,“ sagte Bhargava. Aktuell wird Quecksilberdampfbefund gewöhnlich, größtenteils in den Labors durchgeführt, unter Anwendung von Atomabsorption des kalten Dampfes (CVAA) oder Atomspektrometrie der fluoreszenz (CVAF) nach Hektogramm Prozeduren erfassend.

Obgleich solche Spektrometrie basierten Anlagen ausgezeichnete Quecksilberbefundfähigkeiten haben, werden Industrien wie die Tonerde und viele der Kohle abgefeuerten Leistungspflanzen berichtet, um hohe Konzentrationen von Hektogramm-Dampf in den Milligrammen eher als Mikrogramme pro Kubikmeterreichweite auszustrahlen. Bhargava fährt fort zu sagen, „kombinieren dieses mit der komplexen Zubereitung von flüchtigen organischen Verbindungen, von hohen Kosten und von empfindlicher Natur ihre Unverträglichkeit zur Funktion, während Online-CEMs in der großen Industrie schnell offensichtlich wird“.

Bhargava und seine Kollegen haben diesen Punktkopf ein angepackt, indem sie die bescheidene Schwingquarzmikrowaage, (QCM) billigen und billigen empfindlichen Wandlermassenplattformen, mit Nanotechnologieprinzipien kombinierten. Der Quecksilberfühler wurde mit dem Gebrauch von patentierten elektrochemischen Prozessen entwickelt, die die RMIT-Forscher aktivierten, die Oberfläche des Goldes zu ändern und bildete Hunderte von den kleinen Nano-spitzen, jedes ungefähr 1.000mal kleiner als die Breite eines Menschenhaars.

Abbildung 1. Scannende Elektronenmikroskopbilder der reinen Gold-Oberfläche Galvano-abgegeben mit den Gold-nanospikes abgebildet bei 0 Sekunden, 15 Sekunden, 90 Sekunden und 150 Sekunden (rechts herum), die Kernbildung und nanostructural die Wachstumsentstehung in der Zeit darstellend. Maßstabsbalken ist 500 nm - 1nm (Nano-Meter) ist 10-9 Meter oder 1 Billionste eines Meters).

Der Teil der Forschung veröffentlichte Anfang des Jahres in Fühlern und in Stellzylindern B: Chemischer Zapfen zeigte an, dass Quecksilberaffinität durch die Formung einer Oberfläche mit einer erhöhten Anzahl von aktiven Sites erhöht werden könnte. „Wir haben gekannt, da alte Zeiten, dass Gold Quecksilber anzieht und vice versa, aber eine regelmäßige Goldoberfläche nicht viel Dampf absorbiert und alle mögliche Maße, die er macht, inkonsequent seien Sie,“ Professor Bhargava sagten. „Unsere Nano--ausgeführten Goldoberflächen sind- 180 Prozent empfindlicher als nicht-geänderte Oberflächen beim Bedienen an 89°C“. „Sie werden fein anvisiert, also sind sie durch die üblichen Gase unberührt, die in den Strömen des abfliessenden Gases gefunden werden und die Fühler, die wir unter Verwendung jener Nano--ausgeführten Oberflächen hergestellt haben, haben erfolgreich an einer Reichweite der extremen Temperaturen in vielen Monaten gearbeitet, gerade da sie brauchen in einem Industriestandort.“

Abbildung 2. Färbte Scannen-Elektronenmikroskopbild zweiten Galvano-abgegebenen Goldes 150. Maßstabsbalken 500nm. (Aufbereitete Farbe des Bildes angewendet).

Der Durchbruch wird den Nano--ausgeführten Goldoberflächen zugeschrieben, die eine höhere Affinität für Hektogramm haben, und „nicht nur wegen der erhöhten Flächeeffekte,“ sagt Bhargava. Seine Teamergebnisse zeigen an, dass Quecksilberaufnahme auf Gold im Wesentlichen für verschiedene Morphologien schwankt. Die entwickelten Nano-spitze Oberflächen behielten ihre Affinität für längere Zeiträume (Zeit) und große Zahl der Dichte Hektogramm-monomolekularer Schicht, bei der Verringerung des Einflusses der Verschmutzergase sich darstellen in den industriellen abfliessenden Strömen bei.

Abbildung 3. Färbte Scannen-Elektronenmikroskopbild des verdunsteten Golddünnfilms vor galvanischem Niederschlag. Maßstabsbalken 500nm (aufbereitete Farbe des Bildes angewendet).

Finanziert durch eine Australische Forschungsrat-Verbindungsbewilligung, wurde das Projekt von den Partnern der führenden Industrie unterstützt, die jetzt RMIT angezogen haben, um einen Quecksilberfühler für einen Versuchsanlageversuch bei einer ihrer Australischen Raffinerien zu entwickeln.


Weiterführende Literatur

Mercury in der Umgebung: Seine Quellen und seine Absetzung
Mercury-Emissionen von Electric Power-Pflanzen: Eine Analyse von Regelungen Schutzkappe-und-Handel EPAS
U.S. FirmaEntwürfe zu Speicherauszug Verwendetem Mercury in Indien
Finanzierungskampf für Quecksilberüberwachung
Nano-Quecksilberüberwachung
Steigendes Mercury - Herauf das Nahrungsnetz
Gewünscht: Haus für 17.000 Tonnen Quecksilber

Copyright AZoNano.com, Professor Suresh Bhargava (RMIT)

Date Added: Sep 22, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:13

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