使用评定的纳米技术水星

Suresh Kumar Bhargava学校墨尔本皇家理工大学,墨尔本,澳大利亚教务长,应用科学教授
对应的作者: suresh.bhargava@rmit.edu.au

水星是与著名的 bioaccumulative 和 neurotoxic 属性的公用环境污染物。 在气相, 5.7 年,在它在水生寿命之前吸收并且加入食物链前,基本水银有平均大气居住时间。 估计由于人类活动, ~2400 吨水银每年当前被发行给气氛,它特别是对子项和孕妇的一个严重的威胁。 根据美国,因为怀孕的母亲吸入可变的水银化合物或吃了水银污染的鱼, EPA,超过 60,000 个婴孩可能在单独美国每年出生冒险水银关连了解和发展问题。

是所有水银来何处从,并且什么能执行根本地终止它?

一个部分答复可以在全世界数万个烧煤的发电站找到 -,并且此编号迅速地增长。 此多的兆美元电力生产行业和其他行业例如氧化铝精炼是水银航空放射的专业来源并且是联邦的美国和状态清洁空气管理规定的最新的目标。 在 2010年开始,盖帽和贸易标准每年强加从美国能源厂的总水银放射到 38 吨 (21% 减少与 1999 个级别)。

墨尔本皇家理工大学研究员使用纳米技术创建可能精密地评定其中一世界的有毒物质的一个作早期工作在的传感器,水银。 RMIT 的行业化学组发展的水银传感器使用吸引水银分子的纳诺设计的金结构。

第一步控制任何毒素 (包括水银放射) 将能根据 Suresh Bhargava,行业化学组的学校在墨尔本皇家理工大学的应用科学和领导先锋的教务长教授评定他们。 “传统水银传感器可以是不可靠的,因为行业烟囱发行可变的有机化合物的复杂混合,氨,并且水蒸气,干涉他们的监控系统 - 解决的一个重大的挑战”,说 Bhargava

“为了更好了解水银放射来源,迁移,并且 Hg 的环境和社会影响蒸发,连续发射监控程序 (CEMs)位于在一个特定进程内的有战略意义的点是当务之急”, Bhargava 说。 目前,水银蒸气检测主要在实验室典型地进行,使用冷蒸气基本吸收 (CVAA)或基本荧光 (CVAF) 光谱从事获取程序的 Hg。

虽然这样光谱基于系统有非常好的水银检测功能,象氧化铝和许多行业采煤被射击的功率工厂在毫克报告散发 Hg 蒸气的高浓度而不是微克每个立方米范围。 当在大行业的在线 CEMs 迅速变得明显”, Bhargava 说, “与可变的有机化合物、高费用和精美本质的复杂混合结合此他们的不相容对功能。

Bhargava 和他的同事通过结合谦逊的石英晶体微量天平,一个便宜和耗费小的 (QCM)质量敏感变换装置平台处理此问题题头,与纳米技术原则。 水银传感器小于人发的宽度发展了与使 RMIT 研究员修改金子的表面的使用给予专利的电化学过程,形成数百微小的纳诺峰值,每一个大约 1,000 次。

图 1. 纯金表面浏览的电子显微照片电镀物品存款与金 nanospikes 印象在 0 秒、 15 秒、 90 秒和 150 秒 (顺时针),说明生核和 nanostructural 增长形成及时。 缩放比例棒是 500 毫微米 - 1nm (纳诺仪表) 是 10-9 米或 1 十亿分之一分之一仪表)。

一部分的这个研究在传感器和致动器 B 今年初发布了: 化工日记帐表明水银亲合力可能被形成与增加号码有效的站点的表面增加。 “我们知道,自从古老时期金子吸引水银,反之亦然,但是正常金表面不吸收它做的蒸气,并且所有评定请是不一致的”, Bhargava 教授说。 当运行在 89°C”时, “我们纳诺设计的金表面比非被修改的表面 180% 敏感。 “他们细致被瞄准,因此他们由在废气流找到的通常气体是未受影响的,并且我们创建了使用那些纳诺设计的表面的传感器顺利地运转在极其温度的范围在许多月,正他们在一个工业选址将需要”。

图 2. 上色了扫描 150 秒电镀物品存款金子电子显微照片。 缩放比例棒 500nm。 (适用的图象原色印刷)。

突破归因于有纳诺设计的金的表面 Hg 的更高的亲合力,并且 “不独自地由于增加的表面作用”, Bhargava 说。 他的小组结果表明在金子的水银吸附为不同的形态学充分地变化。 被开发的纳诺峰值表面在行业流出流保留他们的长时间 (时间) 和 Hg 单层覆盖范围的大数的亲合力,当减少污染物气体的影响时存在。

图 3. 在电附着前上色了扫描被蒸发的金薄膜电子显微照片。 缩放比例棒 500nm (适用的图象原色印刷)。

资助通过澳大利亚研究会议连接授予,主导产业合作伙伴支持这个项目,现在从事 RMIT 发展实验设备试算的水银传感器一致他们的澳大利亚精炼厂。


深层读取

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希望: 17,000 吨的家水银

版权 AZoNano.com, Suresh Bhargava (RMIT) 教授

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

Last Update: 13. June 2013 22:59

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