使用評定的納米技術水星

Suresh Kumar Bhargava學校墨爾本皇家理工大學,墨爾本,澳大利亞教務長,應用科學教授
對應的作者: suresh.bhargava@rmit.edu.au

水星是與著名的 bioaccumulative 和 neurotoxic 屬性的公用環境汙染物。 在氣相, 5.7 年,在它在水生壽命之前吸收并且加入食物鏈前,基本水銀有平均大氣居住時間。 估計由於人類活動, ~2400 噸水銀每年當前被發行給氣氛,它特別是對子項和孕婦的一個嚴重的威脅。 根據美國,因為懷孕的母親吸入可變的水銀化合物或吃了水銀汙染的魚, EPA,超過 60,000 個嬰孩可能在單獨美國每年出生冒險水銀關連瞭解和發展問題。

是所有水銀來何處從,并且什麼能執行根本地終止它?

一個部分答復可以在全世界數萬個燒煤的發電站找到 -,并且此編號迅速地增長。 此多的兆美元電力生產行業和其他行業例如氧化鋁精煉是水銀航空放射的專業來源并且是聯邦的美國和狀態清潔空氣管理規定的最新的目標。 在 2010年開始,蓋帽和貿易標準每年強加從美國能源廠的總水銀放射到 38 噸 (21% 減少與 1999 個級別)。

墨爾本皇家理工大學研究員使用納米技術創建可能精密地評定其中一世界的有毒物質的一個作早期工作在的傳感器,水銀。 RMIT 的行業化學組發展的水銀傳感器使用吸引水銀分子的納諾設計的金結構。

第一步控制任何种毒素 (包括水銀放射) 將能根據 Suresh Bhargava,行業化學組的學校在墨爾本皇家理工大學的應用科學和領導先鋒的教務長教授評定他們。 「傳統水銀傳感器可以是不可靠的,因為行業煙囪發行可變的有機化合物的複雜混合,氨,并且水蒸氣,干涉他們的監控系統 - 解決的一個重大的挑戰」,說 Bhargava

「為了更好瞭解水銀放射來源,遷移,并且 Hg 的環境和社會影響蒸發,連續發射監控程序 (CEMs)位於在一個特定進程內的有戰略意義的點是當務之急」, Bhargava 說。 目前,水銀蒸氣檢測主要在實驗室典型地進行,使用冷蒸氣基本吸收 (CVAA)或基本熒光 (CVAF) 光譜從事獲取程序的 Hg。

雖然這樣光譜基於系統有非常好的水銀檢測功能,像氧化鋁和許多行業採煤被射擊的功率工廠在毫克報告散發 Hg 蒸氣的高濃度而不是微克每個立方米範圍。 當在大行業的在線 CEMs 迅速變得明顯」, Bhargava 說, 「與可變的有機化合物、高費用和精美本質的複雜混合結合此他們的不相容對功能。

Bhargava 和他的同事通過結合謙遜的石英晶體微量天平,一個便宜和耗費小的 (QCM)質量敏感變換裝置平臺處理此問題題頭,與納米技術原則。 水銀傳感器小於人髮的寬度發展了與使 RMIT 研究員修改金子的表面的使用給予專利的電化學過程,形成數百微小的納諾峰值,每一個大約 1,000 次。

圖 1. 純金表面瀏覽的電子顯微照片電鍍物品存款與金 nanospikes 印象在 0 秒、 15 秒、 90 秒和 150 秒 (順時針),說明生核和 nanostructural 增長形成及時。 縮放比例棒是 500 毫微米 - 1nm (納諾儀表) 是 10-9 米或 1 十億分之一分之一儀表)。

一部分的這個研究在傳感器和致動器 B 今年初發布了: 化工日記帳表明水銀親合力可能被形成與增加號碼有效的站點的表面增加。 「我們知道,自從古老時期金子吸引水銀,反之亦然,但是正常金表面不吸收它做的蒸氣,并且所有評定请是不一致的」, Bhargava 教授說。 當運行在 89°C」時, 「我們納諾設計的金表面比非被修改的表面 180% 敏感。 「他們細致被瞄準,因此他們由在廢氣流找到的通常氣體是未受影響的,并且我們創建了使用那些納諾設計的表面的傳感器順利地運轉在極其溫度的範圍在許多月,正他們在一個工業選址將需要」。

圖 2. 上色了掃描 150 秒電鍍物品存款金子電子顯微照片。 縮放比例棒 500nm。 (適用的圖像原色印刷)。

突破歸因於有納諾設計的金的表面 Hg 的更高的親合力,并且 「不獨自地由於增加的表面作用」, Bhargava 說。 他的小組結果表明在金子的水銀吸附為不同的形態學充分地變化。 被開發的納諾峰值表面在行業流出流保留他們的長時間 (時間) 和 Hg 單層覆蓋範圍的大數的親合力,當減少汙染物氣體的影響時存在。

圖 3. 在電附著前上色了掃描被蒸發的金薄膜電子顯微照片。 縮放比例棒 500nm (適用的圖像原色印刷)。

資助通過澳大利亞研究會議連接授予,主導產業合作夥伴支持這個項目,現在從事 RMIT 發展實驗設備試算的水銀傳感器一致他們的澳大利亞精煉廠。


深層讀取

水星在環境裡: 其來源和其證言
從電力設備的水星放射: 對 EPA 的蓋帽和貿易管理規定的分析
U.S. 對轉儲使用的水星的公司模式在印度
水銀監控的資助的奮鬥
納諾水銀監控
上升 - 食物循環的水星
希望: 17,000 噸的家水銀

版權 AZoNano.com, Suresh Bhargava (RMIT) 教授

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

Last Update: 13. June 2013 23:02

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