При помощи нового материала, созданного с использованием наночастиц магнетита Fe₃O₄ и восстановленного оксида графена, в ходе опыта учёным удалось уменьшить содержание мышьяка в воде до безопасного значения. Эксперимент провели южнокорейские химики из Пхоханского университета науки и технологий (Postech).

Тест нового композитного материала,
помещённого в воду (фото ACS Nano).

Известный факт: для очистки жидкости хорошо подходят оксиды железа, причём лучшие результаты показывают их комбинации с углеродом, углеродными нанотрубками или, как в данном случае, материалами на базе графена. Авторы новой работы придумали свой вариант композита, который обеспечивает удаление 99,9% мышьяка и общее снижение его концентрации до одной части на миллиард.

На начальном этапе создания материала корейские учёные получили оксид графена, окислив графитовый порошок. Потом оксид поместили в воду и постепенно добавляли туда раствор FeCl₃ и FeCl₂, а чуть позже – раствор аммиака, чтобы осадить ионы железа Fe²⁺ и Fe³⁺, необходимые для образования наночастиц магнетита.

Оксид графена восстановили с использованием гидрата гидразина и профильтровали полученный чёрный раствор. Выделенный композит несколько раз тщательно промыли водой и этанолом, а потом высушили в условиях вакуума.

Как сообщают авторы, чья статья опубликована в ACS Nano, гибридный материал демонстрирует при комнатной температуре суперпарамагнитные свойства. На практике это значит, что после завершения процесса очистки загрязнённой воды композит можно быстро удалить с помощью постоянного магнита (это очень близко к предыдущим опытам по очистке воды от мышьяка с помощью ржавых наномагнитов). Как это происходит – показано на снимке под заголовком и в видеоролике.

Для человека потребление воды, в которой содержание мышьяка превышает хотя бы 10 частей на миллиард, уже представляет серьёзную опасность и может привести к тяжёлым болезням и смерти. По оценкам специалистов, во всём мире десятки миллионов людей вынуждены регулярно потреблять воду, концентрация мышьяка в которой составляет 10–50 частей на миллиард.

Читайте также про методы очистки воды видимым светом и живыми фильтрами, а ещё о портативном опреснителе, работающем на основе принципа микроканалов.