Het Gebruiken van Nanotechnologie aan Maatregel Mercury

Professor Suresh Kumar Bhargava, Dean, School van Toegepaste Wetenschappen, RMIT Universiteit, Melbourne, Australië
Overeenkomstige auteur: suresh.bhargava@rmit.edu.au

Mercury is een gemeenschappelijke milieuverontreinigende stof met goed - bekende bioaccumulative en neurotoxic eigenschappen. In de gasfase, heeft het elementaire kwik een gemiddelde atmosferische woonplaatstijd van 5.7 jaar alvorens het door het aquatische leven wordt geabsorbeerd en in de voedselketen binnengaat. Met ramingen dat de ton ~2400 kwik per jaar momenteel aan de atmosfeer als resultaat van menselijke activiteit wordt vrijgegeven, is het in het bijzonder een ernstige bedreiging voor kinderen en zwangere vrouwen. Volgens de V.S. EPA, kunnen meer dan 60.000 babys geboren zijn in de V.S. alleen elk jaar op risico van hetbetrekking hebbende leren en ontwikkelingsproblemen omdat de zwangere moeders of vluchtige kwiksamenstellingen inhaleren of kwik vervuilde vissen aten.

Waar is al kwik komst van en wat kan het uiteindelijk tegenhouden worden gedaan?

Een gedeeltelijk antwoord kan in de tientallen duizenden worden gevonden van steenkool-brandende wereldwijd krachtcentrales - en dit aantal groeit snel. Deze industrie van de multi-triljoen dollarselektriciteitsopwekking en andere industrieën zoals alumina raffinage zijn de belangrijkste bron van de emissies van de kwiklucht en zijn het recentste doel van federale de V.S. - en verordeningen van de staats de schone lucht. Beginnend in 2010, gaan de GLB-en-handelsnormen de totale kwikemissie van de elektrische centrales van de V.S. aan 38 ton jaarlijks opleggen (een 21% vermindering versus de niveaus van 1999).

De Universitaire onderzoekers RMIT hebben nanotechnologie gebruikt om een bereidende sensor te creëren die één van de giftigste substanties van de wereld kan precies meten, kwik. De kwiksensor door structuren wordt ontwikkeld van de Groep van de Chemie van RMIT de Industriële nano-gebouwde gouden gebruik die kwikmolecules die aantrekken.

De eerste stap van het controleren van om het even welk soort toxine (met inbegrip van kwikemissies) is hen, volgens Professor Suresh Bhargava, Deken van de School van Toegepaste Wetenschappen bij Universiteit RMIT en leider van de Industriële Groep van de Chemie te kunnen meten. De „Traditionele kwiksensoren kunnen onbetrouwbaar zijn omdat de industriële schoorstenen een complex verzinsel van vluchtige organische samenstellingen, ammoniak vrijgeven en waterdamp, die zich in hun controlesystemen - een significante te overwinnen uitdaging“ mengt, zegt Bhargava.

„om de bronnen van de kwikemissie, migratie, en milieu en sociale effecten van de damp van Hg beter te begrijpen, is de ononderbroken die emissies (CEMs)monitors op strategische punten binnen een bepaald proces worden gevestigd een must,“ bovengenoemde Bhargava. Momenteel, wordt de opsporing van de kwikdamp typisch uitgevoerd, meestal in laboratoria, door het gebruik van koude damp atoomabsorptie (CVAA) of atoomfluorescentie (CVAF) spectrometrie na Hg vangend procedures.

Hoewel dergelijke spectrometrie gebaseerde systemen de uitstekende mogelijkheden van de kwikopsporing hebben, worden de industrieën als alumina en veel van de met kolen gestookte elektrische centrales gemeld om hoge concentraties van de damp van Hg in de milligrammen eerder dan microgrammen per kubieke meterwaaier uit te zenden. Bhargava gaat zeggen, „combineer dit met het complexe verzinsel van vluchtige organische samenstellingen, hoge kosten en gevoelige aard hun onverenigbaarheid aan functie aangezien online CEMs in de grote industrie snel“ duidelijk wordt.

Bhargava en zijn collega's hebben dit kwestiehoofd door de bescheiden microbalance van het kwartskristal, platforms (QCM) van een goedkope en goedkope massa gevoelige omvormer, met nanotechnologieprincipes te combineren aangepakt. De kwiksensor werd ontwikkeld met het gebruik van gepatenteerde elektrochemische processen die toelieten de onderzoekers RMIT om de oppervlakte te veranderen die van het goud, honderden uiterst kleine nano-aren, elke één vormen ongeveer 1.000 keer kleiner dan de breedte van een menselijk haar.

Figuur 1. De Micrografen van het Elektron van het Aftasten van zuivere gouden die oppervlakte met goud nanospikes imaged bij 0 seconden, 15 seconden, 90 seconden en 150 seconden (met de wijzers van de klok mee) worden elektro-gedeponeerd, op tijd illustrerend nucleation en nanostructural de de groeivorming. De bar van de Schaal is 500 NM - 1nm (nano meter) is 10-9 meters of 1 miljardste van een meter).

Een Deel van het onderzoek in Sensoren en Actuators B vroeger op het jaar wordt gepubliceerd die: Het Chemische dagboek wees erop dat de kwikaffiniteit zou kunnen worden verhoogd door een oppervlakte met een verhoogd aantal actieve plaatsen te vormen. „Wij hebben sinds oudheid dat het goud kwik aantrekt, en vice versa geweten, maar een regelmatige gouden oppervlakte absorbeert veel damp niet en om het even welke metingen het maakt zijn inconsistent,“ Professor Bhargava zei. „Onze nano-gebouwde gouden oppervlakten zijn 180 percenten gevoeliger dan niet-gewijzigde oppervlakten wanneer het werken bij 89°C“. „Zij worden fijn gericht, zodat zijn zij onaangetast door de gebruikelijke die gassen in de stromen worden gevonden van het aftakkingsgas en de sensoren die wij gebruikend die nano-gebouwde oppervlakten hebben gecreeerd hebben met succes bij een waaier van extreme temperaturen over vele maanden gewerkt, enkel aangezien zij aan in een industriële plaats.“ zullen vereisen

Figuur 2. De Gekleurde Aftastende Micrograaf van het Elektron van tweede elektro-gedeponeerd goud 150. Bar 500nm van de Schaal. (Beeld verwerkte toegepaste kleur).

De doorbraak wordt toegeschreven aan nano-gebouwde gouden oppervlakten die een hogere affiniteit voor Hg hebben, en „niet alleen wegens verhoogde oppervlakte zegt de gevolgen,“ Bhargava. Zijn teamsresultaten wijzen erop dat de kwikadsorptie op goud wezenlijk voor de verschillende morfologie varieert. De ontwikkelde nano-aaroppervlakten behielden hun affiniteit voor langere periodes (tijd) en groot aantal van monolayer van Hg dekking, terwijl het verminderen van de invloed van de verontreinigende stofgassen huidig in de industriële aftakkingsstromen.

Figuur 3. De Gekleurde Aftastende Micrograaf van het Elektron van verdampte gouden dunne film vóór electrodeposition. Bar 500nm van de Schaal (Beeld verwerkte toegepaste kleur).

Gefinancierd door een Australische Toelage van de Aaneenschakeling van de Raad Voor Onderzoek, werd het project gesteund door belangrijke de industriepartners, die nu RMIT in dienst hebben genomen om een kwik ontdekkend apparaat voor een proeffabriekproef bij één van hun Australische raffinaderijen te ontwikkelen.


Verdere Lezing

Mercury in het Milieu: Zijn Bronnen en zijn Deposito
De Emissies van Mercury van de Installaties van Electric Power: Een Analyse van De Verordeningen van epa GLB-en--Handel
U.S. De Regelingen van het Bedrijf om Gebruikt Mercury in India Te Dumpen
De strijd van de Financiering voor kwik controle
Nano kwik controle
Mercury die - Omhoog het Web van het Voedsel Toenemen
Gewild: Huis voor 17.000 ton kwik

Copyright AZoNano.com, Professor Suresh Bhargava (RMIT)

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

Last Update: 13. June 2013 23:06

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit