Lõuna-Korea teadlased leidsid imematerjal grafeenile veel ühe kasutusviisi. Redutseeritud grafeenoksiidist(RGO) ja magnetiidist valmistatud komposiitmaterjali abil on saab joogiveest arseeni eemaldada.
Vedeliku puhastamiseks lisatakse vette magnetiit-RGO komposiitmaterjali, kus see arseeni endasse imab. Seejärel eemaldatakse komposiit veest kiiresti ja efektiivselt püsimagneti abil, kirjutab physicsworld.com.
Arseeni eemaldamine veest
Arseen on üks kõige kantserogeensemaid elemente üldse ning sellega mürgitatud joogivesi on igapäevane oht inimestele üle kogu maailma ning võib viia krooniliste haiguste või ka surmani. Vette satub arseen põhiliselt looduses leiduvate arseenirikaste kivimite kaudu ning samuti arseenikaevanduste ligidal.
Joogiveest saab arseeni eemaldada aktiivsöe abil või sadestades seda rauamineraalidega nagu seda on raudoksiidid, näiteks magnetiidi(Fe3O4) nanokristallidega. Selliseid osakesi ei saa aga jõgedes või muudes voolava veega keskkondades nende väiksuse tõttu kasutada, lisaks oksüdeerub magnetiit õhuga kokkupuutel kiiresti. Viimasele probleemile on teadlased aga lahenduse leidnud kombineerides rauaoksiide süsiniku ja süsinik-nanotorudega või grafeenipõhiste materjalidegas, näiteks grafeenoksiidiga.
Sellele meetodile põhinedes valmistasid Kwang Him, In-Cheol Hwang ja kolleegid Phoangi Teaduse ja Tehnoloogia Ülikoolist uue magnetkomposiidi tüübi, mille aluseks on redutseeritud grafeenoksiid. Hübriidmaterjali, mis on toatemperatuuril üliparamagneetik, abil suudeti näidisest eemaldada 99,9% arseeni.
Komposiitmaterjal on arseeni ning võib-olla ka muude raskete metallide eemaldamiseks võrreldes tavalise magnetiidiga palju parem, sest grafeenitükikeste olemasolek magnetiidiosakestes suurendab arseeni imendumiskohtade arvu. ,,Redutseeritud grafeenoksiid suurendab ka magnetiidi stabiilsust, mistõttu seda saab kasutada vooluga keskkondades pikema aja jooksul,” sõnas Kim.
Teadlased valmistasid oma komposiitmaterjali tehes esmalt Hummer’i meetodi abil piisavas koguses grafeeoksiidi. Järgnevalt pannakse grafeenoksiidi lehekesed vette, mistõttu tekib vedelikus sadestus. Seejärel lisati grafeenoksiidi lahusele aeglaselt FeCl3 ja FeCl2 segu ning kiiresti ka ammoniaaki, et Fe2+ ja Fe3+ ioonid sadestuksid ning tekiks magnetiidi nanoosakesed. Viimaks grafeenoksiid redutseeriti hüdrasiini hüdraadi abil ning musta värvi lahus filtreeriti, pesti veega segatud etanooliga ja kuivatati vaakumis.
Artikkel ilmus ajakirjas ACS Nano.
Teadusartikkel “Water-Dispersible Magnetite-Reduced Graphene Oxide Composites for Arsenic Removal“