Les "Nano - Éponges" Sur Le Graphène Peuvent Être Utilisées Comme Filtres À Haut Rendement Pour Les Eaux Usées Industrielles

Les ingénieurs de l'Université de Vienne ont mis au point un nouveau matériau composite pour filtrer efficacement les polluants organiques dans l'eau.Le système utilise des « nanoéponges » ultraporeuses encastrées dans des feuilles de Graphène.

La clé du nouveau filtre est une classe de matériaux appelés cadres organiques covalents (COF).Ces structures sont très poreuses, ce qui leur donne une grande surface dans un très petit espace, ce qui signifie qu'elles saisissent efficacement un grand nombre de molécules.Des matériaux apparentés, appelés cadres organométalliques (MOF), sont étudiés pour le captage du carbone, le dessalement de l'eau de mer ou l'extraction d'eau potable à partir d'air raréfié, alors que les MOF peuvent avoir une gamme de fonctions similaires.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs se sont concentrés sur l'utilisation de cof pour éliminer les colorants organiques de l'eau.Ces produits chimiques sont des contaminants courants dans les effluents industriels et peuvent être toxiques et cancérogènes, sans parler de la difficulté de les éliminer.

L'équipe a ajusté les cof pour qu'ils saisissent sélectivement les molécules de colorants organiques.Il s'agit d'adapter la forme et la taille des pores - entre 0,8 et 1,6 nm - et de rendre leurs surfaces chargées négativement pour attirer des molécules de colorant chargées positivement.

Mais il reste un obstacle à surmonter.Lorsque ce matériau est utilisé sous forme de poudre, les pores du bord extérieur sont d'abord remplis de molécules, tandis que les pores du milieu sont vides et pratiquement inutiles.L'équipe a donc mis au point une méthode pour disperser le Graphène en plantant des cof sur des flocons de Graphène.

Le résultat final est la formation d'une couche de cofs de deux nanomètres d'épaisseur sur une seule couche atomique de graphène, ce qui augmente la capacité maximale du matériau à contenir des molécules de colorants organiques.Le Graphène lui - même a des pores considérables qui permettent un écoulement rapide de l'eau, tandis que les cof jouent leur rôle.

« Ainsi, les grands pores du réseau graphène, combinés à des couches ultraminces de cof et à de nombreux points d'adsorption, permettent un traitement particulièrement rapide et efficace des eaux usées », ont déclaré les chercheurs.

Selon l'équipe de recherche, la technologie devrait également être assez bon marché.Il n'est pas nécessaire d'utiliser trop de Graphène et les cof peuvent être nettoyés et réutilisés.

L'étude a été publiée dans la revue Angewandte Chemie.