| Abstract: | Razvoj novih nanomaterialov za odstranjevanje težkih kovin je v zadnjem času pritegnil veliko pozornost, saj postaja onesnaževanja s strupenimi kovinskimi ioni, kot so Pb2+, Hg2+, Ni2+, Cd2+, Ag+, Co2+ in tem podobni, resen okoljski in zdravstveni problem. Velik problem s težkimi kovinami predstavlja njihova sposobnost, da se kopičijo v okolju in povzročajo zastrupitve. Za razliko od nekaterih organskih onesnaževal, težke kovine niso biorazgradljive. Znano je, da ioni težkih kovin kot so Pb2+, Hg2+, Cd2+, Ni2+ in Cu2+ lahko povzročajo resne zdravstvene težave za ljudi in živali, saj se specifično vežejo na proteine, nukleinske kisline in majhne metabolite v živih organizmih, s čimer zavirajo njihove funkcije.
Za odstranjevanje ionov težkih kovin iz odpadnih vod, obstaja več metod, kot so kemijsko obarjanje, ionska izmenjava, tekoče-tekoča ekstrakcija, elektroliza, koagulacija, flotacija, flokulacija, filtracija, oksidacija, reverzna osmoza, biosorpcija in adsorpcija. (Singh in sodelavci, 2011)
Vsaka od naštetih metod ima svoje pomanjkljivosti v smislu učinkovitosti, stroškov in kompleksnosti. Proces elektrolize je povezan z visokimi operativnimi stroški, kemijsko obarjanje proizvede sekundarni odpadek, pri filtraciji je problematično mašenje membran in cena le-teh. Uporaba večine naštetih metod je ekonomsko neprimernih, kadar gre za nizke koncentracije težkih kovin. Zaradi tega se danes vedno bolj uporabljajo nizkocenovni biosorbenti, kot so glineni materiali, biomasa, zeoliti, aktivni ogljik in smole za ionsko izmenjavo, vendar pa se morajo izboljšati njihove adsorpcijske kapacitete, separacijska stopnja in oblika. Tudi ti adsorbenti imajo nekatere slabosti pri odstranjevanju ionov težkih kovin iz vodnih medijev, in sicer niso odzivni na spremembe parametrov kot so pH, koncentracija elektrolitov, soli in prisotnost drugih topljencev, temperature in ionske moči medija. (Ozay in sodelavci, 2010)
Idealen adsorbent mora imeti močno afiniteto do ionov težkih kovin, kar je povezano z visoko specifično površino, poroznostjo, številom veznih mest, ipd. Znano je, da večja kot je specifična površina, večja je adsorpcijska kapaciteta adsorbenta. V primeru magnetnih nanodelcev bi moral idealen adsorbent zagotoviti primerno adsorpcijo pri različnih reakcijskih pogojih in bi ga kot takega lahko uporabljali za vse odpadne vode, onesnažene s težkimi kovinami, saj ga bi po končani uporabi enostavno odstranili z zunanjim magnetnim poljem, predvsem na odlagališčih nevarnih odpadkov, kjer se vsakodnevno pred izpustom vode v kanalizacijo in okolje soočajo s prekomerno vsebnostjo težkih kovin. Magnetni adsorbenti bi lahko povečali učinkovitost pridobivanja oz. recikliranja težkih kovin iz odpadnih vod pri procesih kovinsko-predelovalne in oplemenitile industrije. Da bi zadostili vsem okoljevarstvenim predpisom so se v industriji primorani posluževati najnaprednejših tehnik.
Monodisperzni, enodomenski nanodelci na osnovi spinelnih feritov so znanstveno in tehnološko izkazali kot zanimivi materiali za adsorpcijo ionov težkih kovin, zaradi svojih posebnih lastnosti, ki so določene s superparamagnetizmom (El-Okr in sodelavci, 2011). Superparamagnetni nanodelci s prilagojenimi površinskimi lastnostmi in visoko specifično površino izkazujejo ustrezne adsorpcijske karakteristike in predstavljajo novost na področju razvoja novih adsorpcijskih materialov. Njihova prednost v primerjavi z obstoječimi adsorbenti je tudi v tem, da jih tudi po adsorpciji lahko enostavno in hitro odstranimo iz raztopine z uporabo zunanjega magnetnega polja.
V zadnjih letih se je veliko raziskovalcev ukvarjalo s sintezo magnetnih materialov, kot so magnetit (Fe3O4) za odstranjevanje ionov težkih kovin iz vodnih suspenzij, kot so Pb2+ (Yantasee in sodelavci, 2007; Li in sodelavci, 2011; Liu in sodelavci, 2009) in Hg2+ (Hakami in sodelavci, 2012; Dong in sodelavci, 2008; Parham in sodelavci, 2012; Girginova in sodelavci, 2010). Nekaj raziskovalcev se je v zadnjih letih tudi ukvarjalo s sintezo kobalt feritnih |
|---|
