p Em uma estreia mundial, uma equipe de pesquisa internacional, liderado pela Monash University e ANSTO, criou uma membrana porosa ultrafina para separar completamente íons potencialmente prejudiciais, como chumbo e mercúrio, da água. p Essa inovação pode aprimorar o processo de dessalinização e transformar a água mais suja em algo potável para milhões de pessoas em todo o mundo. A membrana funcionou continuamente por mais de 750 horas usando energia limitada. Também pode ser fabricado em escala global, enquanto se aguarda mais testes.

p Os pesquisadores, pela primeira vez, desenvolveram estruturas de nanofolhas de tetra- (4-carboxifenil) porfirina de alumínio estável em monocamada de água (denominadas AI-MOFs), e demonstraram sua quase perfeição como materiais de construção para membranas na separação de íons da água.

p Essas nanofolhas Al-MOFs, esfoliado em apenas uma nanoescala de espessura, pode ajudar a remover agentes cancerígenos nocivos da atmosfera, criando membranas altamente porosas para facilitar os processos de separação de gases e solventes orgânicos, como tinta.

p Os resultados do estudo são publicados em Avanços da Ciência .

p O estudo foi liderado pelo professor Xiwang Zhang, Pesquisador do Departamento de Engenharia Química da Monash University e Diretor do Centro de Pesquisa ARC para Separação com eficiência energética, e Dr. Qinfen Gu, Cientista Principal do Síncrotron Australiano da ANSTO.

p "Devido à porosidade rica e tamanho de poro uniforme, As Estruturas Metálicas Orgânicas (MOFs) oferecem vantagens significativas sobre outros materiais para a separação por membrana rápida e precisa, "Professor Zhang disse.

p "Contudo, continua sendo um grande desafio fabricar membranas MOFs ultrafinas (menos de 100 nanômetros) para processamento relacionado à água, uma vez que a maioria das membranas MOFs relatadas são tipicamente espessas e sofrem de estabilidade hidrolítica insuficiente.

p "Neste estudo inédito no mundo, pudemos usar esses Al-MOFs ultrafinos para criar uma membrana permeável à água, ao mesmo tempo em que alcançamos a porosidade máxima com quase 100 por cento de rejeição de íons. Este estudo mostra a promessa para a aplicação futura desta membrana em outros processos de filtração, como separação de gás. "

p Os polímeros são de longe os materiais de membrana mais difundidos, em grande parte devido à sua fácil processabilidade e baixo custo, o estudo sugere.

p Contudo, membranas poliméricas tradicionais para separação de íons da água geralmente contêm uma camada seletiva densa, levando a uma seletividade limitada. Em contraste, membranas nanoporosas, onde nanoporos uniformes atuam como a função de peneiramento, pode superar essa limitação.

p Este estudo inovador confirma que os nanoporos intrínsecos das nanofolhas de Al-MOFs facilitam a separação íon / água, criando canais alinhados verticalmente como a principal via de transporte para as moléculas de água, e foi habilitado pela capacidade única do Síncrotron australiano de analisar materiais no nível molecular.

p "Usamos um instrumento chamado linha de luz de Difração de Pó no Síncrotron Australiano da ANSTO, para entender a diferença entre a estrutura molecular das amostras de nanofolhas, e amostras em diferentes temperaturas, para testar o desempenho de purificação de água, "Dr. Gu disse.

p "A tecnica, chamado in-situ, caracterização de difração de raios-X de pó de alta temperatura, foi conduzido nas nanofolhas, e durante o processo não houve variações óbvias nas amostras com o aumento da temperatura, demonstrando sua robustez. "