可去除水中重金屬、放射性物質之海苔構造吸附材料

 

刊登日期:2020/12/29
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因重金屬或放射性物質造成的水污染會對生物及人體健康造成很大的威脅,而能去除這些物質的材料開發則是備受各界關注。大阪大學就用簡便的方法成功合成出一項具有特殊海苔模樣薄片構造的層狀鈦酸鈉(Sodium Titanate),對於水中的鈷離子(Cobalt Ion)擁有高度去除的特性。

過去已有許多層狀鈦酸鈉做為水中重金屬、放射性物質去除材料的研究,雖然層狀鈦酸鈉具有複數個結晶構造或形態,但何者為最適合的構造,仍有許多尚未明確之處。此次研究團隊透過單純合成條件的水熱法(Hydrothermal Method),成功地合成出具有複雜構造的層狀鈦酸鈉。通常合成時需要加入界面活性劑或添加劑,合成條件的最適化是重要關鍵。此次合成的材料則是奈米纖維像海苔般呈現複雜交織相纏的薄片構造,表面積因此有飛躍性的提高,具有更容易吸附鈷離子的優點。

此外,新合成的層狀鈦酸鈉與既有鈦酸鈉有不同的結晶構造,因此對於吸附特性也形成差異。在吸附鈷離子之際,會因為材料表面的鈷水合物析出而產生去除性能的降低疑慮。但因為新材料結晶構造上的差異,抑制了鈷水合物的析出,進而維持了高度去除性能。

在此次研究中最大的收穫即在於材料的型態與結晶構造對於去除性能具有影響力。此外,簡易方法就能進行材料合成,也是製程方面重要的優勢。在本研究中合成的層狀鈦酸鈉可適用於重金屬、放射性物質的去除材料用途,亦可望應用於利用離子交換反應的電池材料開發。


資料來源: https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2020/20201126_1
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