Çin’deki bir araştırma ekibi, kalıcı metal komplekslerini sudan etkili bir şekilde çıkarabilen, su kalitesini ve çevre güvenliğini iyileştirmek için umut verici bir araç sunan yeni bir düşük maliyetli biyokömür malzemesi geliştirdi.
Çalışma, şu tarihte yayınlandı: Biyokömür Xferromangan oksitle modifiye edilmiş biyokömürün, geleneksel su arıtma yöntemleri kullanılarak çıkarılması zor olan bakır-sitrat komplekslerini nasıl yakalayabildiğini açıklamaktadır. Bu metal-organik kompleksler endüstriyel atık sularda yaygındır ve stabiliteleri ve ekosistemlerde birikme eğilimleri nedeniyle ciddi çevre ve sağlık sorunlarına neden olur.
Çalışmanın ilgili yazarı Beihang Üniversitesi’nden Wenhong Fan, “Serbest metal iyonlarının aksine, bakır-sitrat gibi metal kompleksleri çok kararlı ve doğal bozunmaya karşı dirençlidir” dedi.
“Amacımız, bu inatçı kirletici maddelerle baş edebilecek basit, etkili ve yeniden kullanılabilir bir adsorban tasarlamaktı.”
Araştırma ekibi, hindistancevizi kabuğu biyokömürünü demir ve manganez oksitlerle ısıya dayalı bir işlemle birleştirerek yeni malzemeyi üretti. Ortaya çıkan biyokömür, adsorpsiyon için bol miktarda aktif bölge oluşturan nano boyutlu parçacıklarla kaplandı.
Optimum koşullar altında, değiştirilmiş biyokömürün bir gramı, litre başına 10 miligramlık bir çözeltiden neredeyse tüm bakırı saatler içinde çıkararak %99,5 bakır giderimi ve %92,6 toplam organik karbon azaltımı sağladı.
Mikroskobik ve kimyasal analizler, bakırın hem kimyasal hem de fiziksel adsorpsiyon süreçleriyle yakalandığını ortaya çıkardı. Modifiye edilmiş biyokömürün gözenekli yapısı, kirleticilerin malzemeye yayılmasına izin verirken, yüzeydeki oksijen içeren fonksiyonel gruplar ve metal oksitler, bakır-sitrat komplekslerini sıkı bir şekilde bağladı.
Malzeme ayrıca geniş bir pH seviyesi aralığında güçlü bir performans gösterdi ve atık sularda yaygın olarak bulunan diğer iyonların varlığında bile stabil kaldı.
Çalışmanın ilk yazarı Ying Zhu, “Etkili çıkarma, basit hazırlama ve iyi kimyasal stabilite, bu biyokömürü büyük ölçekli uygulamalar için güçlü bir aday haline getiriyor” dedi.
“Sadece endüstriyel atık suyun arıtılması için değil, aynı zamanda doğal su ve toprak sistemlerindeki metal kirliliğinin önlenmesi için de kullanılabilir.”
Araştırmacılar, daha sonraki çalışmaların, malzemenin daha uzun döngülerde nasıl yenilenebileceğini ve yeniden kullanılabileceğini ve adsorpsiyon davranışının diğer metal-organik kirleticilere nasıl uygulanabileceğini araştıracağını belirtiyor.
Bu yeni biyokömür, su arıtma ve çevre iyileştirme için sürdürülebilir, düşük maliyetli teknolojilere doğru pratik bir adımı temsil ediyor.
