09. Aug 2022   Bildung & Uni Business Recht Tech

Uni Wien jagt Abwasser durch den Nano-Schwamm

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Forschung. Effiziente Schmutzfilter zum Reinigen von industriellen Abwässern sind wichtig für den Umweltschutz. Forscher der Uni Wien wollen mit neuen „Nano-Schwämmen“ für mehr Sauberkeit sorgen.

Ein Forscherteam um Changxia Li und Freddy Kleitz von der Fakultät für Chemie der Uni Wien haben ein neuartiges Verbundmaterial vorgestellt, das „höchst effizient“ organische Schadstoffe aus dem Wasser filtern soll. Ihre Studie rund um eine „neuartige, hoch poröse Gerüstverbindung“ ist in der wissenschaftlichen Publikation Angewandte Chemie erschienen.

„Es gibt heute verschiedene Wege, darunter Aktivkohle-Filter, um Wasser zu reinigen, aber bei der Effizienz bzw. Adsoprtionskapazität der Anwendungen gibt es noch Luft nach oben“, so Erstautorin und Postdoc-Forscherin Changxia Li. Die Gruppe um Forscher Freddy Kleitz vom Institut für Anorganische Chemie arbeitet deswegen derzeit an neuartigen, nanoporösen Materialien. Poröse Materialien sollen bei gleichem Volumen eine viel größere Gesamtoberfläche als ein nicht-poröses Material haben und so im Zuge von Adsorption besonders viele Moleküle an den Oberflächen anlagern, so die Forscher.

„Hochporöse COF“ als neue Materialklasse

Die von den Wiener Forschern entwickelten, kovalenten, organischen „Covalent Organic Frameworks“ (COF) sind eine neuartige Materialklasse. Sie seien besonders porös, bei gleichzeitig geringer Dichte und geringem Gewicht. Kovalent bedeutet in diesem Zusammenhang, dass sich die chemischen Bindungen über Elektronenpaare zwischen Atomen bilden.

„Wir haben eine Methode entwickelt, COF vergleichsweise umweltfreundlich, unter Nutzung von Wasser, zu bilden und konnten darüber quasi kleine ‚Schwämme‘ designen, mit speziellen Porengrößen und Porenformen im Nanometerbereich sowie einer abgestimmten, negativen Oberflächenladung, die sehr selektiv die positiv geladenen Zielmoleküle aus dem Wasser herausziehen konnte“, so die Forscher. „So wie der Schwamm das Wasser aufsaugt, nur dass es bei uns die Schadstoffe sind.“

Aufgrund des vergleichsweise geringen Materialeinsatzes von Graphen sowie der Möglichkeit, das Verbundmaterial – nach dem Auswaschen der Schadstoffe – als Filter wiederzuverwenden, sei die Entwicklung auch relativ kostengünstig.

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