p Compostos orgânicos em águas residuais, como tintas e pigmentos em efluentes da indústria, são tóxicos ou têm efeito letal na vida aquática e nos humanos. Evidências crescentes têm mostrado que os contaminantes orgânicos descarregados da galvanoplastia, produção têxtil, cosméticos, os produtos farmacêuticos são as principais razões para as maiores taxas de morbidade renal, fígado, e câncer de bexiga, etc. Contaminantes orgânicos, especialmente azul de metila e laranja de metila, são estáveis ​​à luz, agentes de calor ou oxidantes e muito difíceis de remover por técnicas convencionais de tratamento químico ou biológico de águas residuais. Recentemente, os cientistas desenvolveram algumas novas estratégias com bom desempenho na remoção de corantes; Contudo, um procedimento de purificação de adsorvente subsequente é inevitável após o tratamento de água, que muitas vezes são complicados e não adequados para o tratamento prático de água. p Agora, usando técnica de fabricação induzida por laser, uma equipe de pesquisadores chineses da Universidade de Shandong, A China desenvolveu um novo absorvente de corante denominado nanopartículas híbridas de prata e sulfeto de prata (nanopartículas híbridas Ag2S @ Ag) e demonstrou o desempenho superior de adsorção do nanomaterial para a remoção de azul de metila e laranja de metila de águas residuais. Mais importante, os novos adsorventes podem ser removidos diretamente das soluções por filtros sem procedimentos de purificação absorvente, como as nanopartículas híbridas à base de prata serão aglomeradas e depositadas no fundo após a adsorção dos corantes, fornecendo um verde, simples, solução rápida e de baixo custo para purificação de água. Esta semana no jornal Optical Materials Express , da The Optical Society (OSA), os pesquisadores descrevem o trabalho.

p "Sem usar nenhum reagente químico caro ou instalações, o método de fabricação induzido a laser é de baixo custo, rápido, rota simples e versátil para a fabricação de nano-cristais híbridos Ag2S @ Ag, "disse Ming Chen, o autor principal e professor associado da Escola de Física e Laboratório de Chaves do Estado de Materiais Cristais na Universidade de Shandong, China. "Depois de adsorver corantes como azul de metila e laranja de metila, os adsorventes aglomerados e depositados podem ser facilmente removidos das soluções por filtros, que são muito benéficos para as estações de tratamento de águas residuais práticas. "

p A equipe de Chen usou uma técnica chamada ablação a laser para fabricar nanocristais híbridos à base de prata em líquido, que é um processo de remoção de materiais de uma superfície sólida ou líquida por irradiação com um feixe de laser. Em um experimento típico, os pesquisadores colocaram um metal de prata bem polido no fundo de um prato de vidro giratório cheio de solução de tioacetamida como uma fonte de enxofre para a fabricação de sulfeto de prata. A superfície de prata foi então focada por um feixe de laser, e em pouco tempo, rápida ebulição e vaporização do elemento prata ocorreu, resultando em plasma de prata explosivo com temperatura ultra-alta (cerca de milhares Celsius) no local irradiado. O processo inicial de formação de cristais, ou a nucleação de prata e sulfeto, ocorreu no estágio inicial de rápida condensação do plasma de prata, e terminada em poucos microssegundos devido à expiração do pulso de laser e expansão exaustiva do vapor de prata.

p "Durante a fabricação de nanopartículas Ag2S @ Ag, a condição de desequilíbrio criada pela ablação a laser subsequente leva a vários defeitos, resultando na presença de abundantes espécies de prata desordenadas na superfície de nanopartículas de sulfeto de prata e formando uma concha de prata, "Chen explicou." Após a fabricação do laser, o rápido processo de têmpera aumentou o grau de desordem das espécies de prata, fazendo mais e mais átomos de prata em um estado altamente excitado. "

p O estudo inicial da equipe mostrou que a distribuição de elétrons das espécies de prata altamente excitadas pode ser influenciada por nanopartículas Ag2S @ Ag, resultando em espécies de prata "polarizadas", ou espécies de prata com cargas positivas como locais de adsorção de corante. Uma vez que as moléculas de corante, como azul de metila e laranja de metila, têm grupos funcionais carregados negativamente, devido à forte força eletrostática entre as cargas positivas e negativas, os locais de adsorção aprimorada na superfície do material híbrido irão aderir a mais moléculas de corante, levando à capacidade aprimorada do material de remoção de corantes.

p "Nossos resultados experimentais mostraram que mais de 99 por cento das moléculas de azul de metila em águas residuais foram adsorvidas pelo nanomaterial Ag2S @ Ag em cinco minutos, "Chen disse." Os espectros de absorção ultravioleta-visível da solução também mostraram claramente que, após adsorver as moléculas de corante, o nanomaterial Ag2S @ Ag tornou-se aglomerado em inúmeros clusters de grande porte, em seguida, depositado no fundo da solução. Enquanto isso, a agregação e deposição levam a uma mudança significativa na cor da solução de azul para incolor. "

p Chen estimou que, após a reação de adsorção do azul de metila, mais de 99 por cento do nanomaterial Ag2S @ Ag pode ser removido da solução por filtros.

p "Comparado com os processos convencionais de purificação de adsorvente, como o processo centrífugo ou o uso de campos magnéticos externos, que são complicados e não adequados para o tratamento prático de água, o processo de filtragem é simples, rápido e econômico, "Disse Chen." Nosso novo método pula o processo de purificação do adsorvente, que promove a aplicação de nanopartículas de Ag2S @ Ag como materiais adsorventes avançados para o tratamento prático de águas residuais no futuro. "

p Uma vez que as moléculas de corante não são facilmente dessorvidas dos adsorventes aglomerados por tratamento térmico padrão, o próximo passo dos pesquisadores é estudar o método de dessorção das moléculas de corante dos adsorventes Ag2S @ Ag para realizar a reciclagem do material no futuro.