Použitie kompozitov a ďalších nanočastíc

Za kompozity sa v nanotechnológii považujú kombinácie nanočastíc s inými nanočasticami alebo s väčšími časticami. Patrí sem aj použitie zeolitov. V súčasnosti prebieha výskum nanočastíc na báze ďalších prvkov, ktoré by sa dali využiť na sanácie environmentálnych záťaží, napríklad kompozitné nanočastice kremík – titán. Sorpčná kapacita polymérnych častíc (polyuretánových alebo kremičitanových) prevyšuje kapacitu aktívneho uhlia asi tisíckrát. Fotocitlivé nanočastice oxidov zinku (ZnO) alebo titánu (TiO2) sa dajú použiť na odstránenie chlórovaných uhľovodíkov fotokatalytickou reakciou. Fotokatalytická mineralizácia je metóda na čistenie vody a vzduchu kontaminovaných vysoko toxickými alebo veľmi stabilnými organickými škodlivinami. Podstatou heterogénnej fotokatalýzy je absorpcia svetla tzv. fotokatalyzátorom. Tým sú spravidla častice s polovodičovou elektrónovou štruktúrou, v ktorých pohlcovaním fotónov vznikajú dvojice kladných a záporných nábojov. Tie sa potom na povrchu častíc transformujú na vysoko reaktívne radikály, ktoré následne indikujú redoxné chemické reakcie v okolitom roztoku, prípadne v plynnej fáze. Sledom degradačných reakcií prebieha postupná premena všetkých organických zlúčenín vrátane biologických štruktúr na konečné anorganické produkty, oxid uhličitý, vodu a príslušné minerálne kyseliny. Aj keď sa v súčasnosti testujú v mnohých možných aplikáciách, ich rozšírenie je obmedzené vysokou výrobnou cenou (od niekoľko stoviek dolárov za gram).

Progresívna technológia pod názvom samovoľne vznikajúca vrstva na nosičoch s mezopórmi (SAMMS) (Fryxel et al., 2004) umožňuje vytvárať rozličné druhy sorpčných materiálov. Veľkosť pórov (napríklad v kremičitane) sa dá riadiť. Priemer pórov sa môže pohybovať v rozmedzí od 2 do 20 nm, v sorbentoch sa však bežne používa priemer päť až šesť nm. Tieto sorbenty sa dajú pripraviť aj s určitým stupňom selektivity, takže sa dajú použiť špecificky na odstraňovanie niektorých druhov znečisťujúcich látok. Existujú napríklad špecifické sorbenty na odstraňovanie ortuti a niektorých vzácnych kovov. Princíp tejto sanačnej technológie je chránený americkým patentom (Watlington, 2005).

 

© Atlas sanačných metód environmentálnych záťaží

Autori: Jana Frankovská, Jozef Kordík, Igor Slaninka, Ľubomír Jurkovič, Vladimír Greif,

Peter Šottník, Ivan Dananaj, Slavomír Mikita, Katarína Dercová a Vlasta Jánová

Štátny geologický ústav Dionýza Štúra, Bratislava 2010, 360 s,

ISBN    978-80-89343-39-3