Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Silbrige Zwerge auf Quecksilberfang

15.02.2012
Hyperstöchiometrische Reaktion zwischen Quecksilberionen und Silbernanopartikeln

Wer bei Amalgam nur an Zahnfüllungen denkt, dem entgeht etwas: Amalgame, Legierungen des Quecksilbers mit anderen Metallen, werden bereits seit mehr als 2500 Jahren in der Schmuckherstellung und im Bergbau zur Extraktion von Metallen wie Silber und Gold genutzt. Heute ist der gegenteilige Prozess interessanter: Das Entfernen von Quecksilber aus Abwässern durch Amalgamierung mit Edelmetallen – in Form von Nanopartikeln.

Kseniia Katok und Kollegen stellen in der Zeitschrift Angewandte Chemie jetzt neue Erkenntnisse vor: Werden die Durchmesser von Silbernanopartikeln noch weiter verringert, lässt sich wesentlich mehr Quecksilber pro eingesetztem Silber extrahieren.

Im konventionellen Fall reagieren bei der Quecksilberentfernung zwei Silberatome mit jeweils einem zweifach positiv geladenen Quecksilberion aus dem Abwasser zu zwei Silberionen, die nun ihrerseits in Lösung gehen, und einem neutralen Quecksilberatom, das vom metallischen Silberpartikel aufgenommen wird. Das stöchiometrische Verhältnis von Quecksilber zu Silber beträgt also 1:2.

Die Forscher von der Universität Brighton (Großbritannien) sowie Kollegen aus Kasachstan, Frankreich und Japan haben nun festgestellt, dass sich die Stöchiometrie der Reaktion ändert, wenn die Silbernanopartikel einen kritischen Durchmesser von 32 nm unterschreiten. Der Effekt, „Hyperstöchiometrie“ genannt, ist von der Größe der Nanopartikel abhängig. Bei Partikeln mit Durchmessern um 10 nm wird ein Verhältnis von 1,1:1 bis 1,7:1 erreicht – je nachdem, mit welchem Gegenion die Quecksilberionen auftreten. Die Reaktion läuft dabei offenbar anders als bei „normal“ großen Silberpartikeln: Die Forscher vermuten, dass die zunächst entstehenden Silberionen an die Silbernanopartikel adsorbieren und dort, unter dem katalytischen Einfluss der winzigen Silbernanopartikel, von negativ geladenen Gegenionen der Quecksilbersalze (z. B. Nitrat oder Acetat), wieder zu elementarem Silber „recycelt“ werden. Es ist ein häufig beobachtetes Phänomen, dass sehr kleine Nanopartikel stärkere katalytische Aktivität zeigen als größere, da bei ihnen Oberflächeneigenschaften über die Feststoffeigenschaften dominieren. Der hyperstöchiometrische Effekt verspricht neue Ansätze für die Reinigung von Abwässern sowie die Katalyse.

Zur Herstellung der benötigten extrem kleinen Silbernanopartikel statten die Wissenschaftler eine Siliciumdioxid-Oberfläche mit einzelnen Siliciumwasserstoffgruppen (–SiH) aus. Diese vermögen Silberionen zu neutralen Silberatome zu reduzieren, die an die Oberfläche gebunden werden und vermutlich als „Kristallisationskeime“ für das weitere Aufwachsen von Silber dienen. So entstehen fixierte Nanopartikel, die nicht aggregieren können. Anhand der Dichte der SiH-Gruppen und der Reaktionszeit lässt sich die Größe der Partikel kontrollieren. Anders als bei herkömmlichen Verfahren werden keine Stabilisatoren benötigt, die an den Silbernanopartikel haften bleiben und deren physikochemische Eigenschaften verändern.

Angewandte Chemie: Presseinfo 06/2012

Autor: Kseniia Katok, University of Brighton (UK), http://www.brighton.ac.uk/set/contact/details.php?uid=kk95

Angewandte Chemie, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201106776

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie breitet sich der Kalikokrebs aus?
25.06.2018 | Pädagogische Hochschule Karlsruhe

nachricht Brücken bauen mit Wassermolekülen
25.06.2018 | Technische Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wendelstein 7-X erreicht Weltrekord

Stellarator-Rekord für Fusionsprodukt / Erste Bestätigung für Optimierung

Höhere Temperaturen und Dichten des Plasmas, längere Pulse und den weltweiten Stellarator-Rekord für das Fusionsprodukt hat Wendelstein 7-X in der...

Im Focus: Schnell und innovativ: Jülicher Superrechner ist eine Neuentwicklung aus Europa

Bei der Entwicklung innovativer Superrechner-Architekturen ist Europa dabei, die Führung zu übernehmen. Leuchtendes Beispiel hierfür ist der neue Höchstleistungsrechner, der in diesen Tagen am Jülicher Supercomputing Centre (JSC) an den Start geht. JUWELS ist ein Meilenstein hin zu einer neuen Generation von hochflexiblen modularen Supercomputern, die auf ein erweitertes Aufgabenspektrum abzielen – von Big-Data-Anwendungen bis hin zu rechenaufwändigen Simulationen. Allein mit seinem ersten Modul qualifizierte er sich als Nummer 1 der deutschen Rechner für die TOP500-Liste der schnellsten Computer der Welt, die heute erschienen ist.

Das System wird im Rahmen des von Bund und Sitzländern getragenen Gauß Centre for Supercomputing finanziert und eingesetzt.

Im Focus: Superconducting vortices quantize ordinary metal

Russian researchers together with their French colleagues discovered that a genuine feature of superconductors -- quantum Abrikosov vortices of supercurrent -- can also exist in an ordinary nonsuperconducting metal put into contact with a superconductor. The observation of these vortices provides direct evidence of induced quantum coherence. The pioneering experimental observation was supported by a first-ever numerical model that describes the induced vortices in finer detail.

These fundamental results, published in the journal Nature Communications, enable a better understanding and description of the processes occurring at the...

Im Focus: Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

Noch mehr Reichweite oder noch mehr Nutzlast - das wünschen sich Fluggesellschaften für ihre Flugzeuge. Wegen ihrer hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten kommen daher zunehmend leichte Faser-Kunststoff-Verbunde zum Einsatz. Bei Rümpfen oder Tragflächen sind permanent Innovationen in diese Richtung zu beobachten. Um dieses Innovationsfeld auch für Flugzeugräder zu erschließen, hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF jetzt ein neues EU-Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads für einen Airbus A320. Dabei wollen die Forscher ein Leichtbaupotential von bis zu 40 Prozent aufzeigen.

Faser-Kunststoff-Verbunde sind in der Luftfahrt bei zahlreichen Bauteilen bereits das Material der Wahl. So liegt beim Airbus A380 der Anteil an...

Im Focus: IT-Sicherheit beim autonomen Fahren

FH St. Pölten entwickelt neue Methode für sicheren Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen mittels Funkdaten

Neue technische Errungenschaften wie das Internet der Dinge oder die direkte drahtlose Kommunikation zwischen Objekten erhöhen den Bedarf an effizienter...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Neueste Entwicklungen in Forschung und Technik

25.06.2018 | Veranstaltungen

Wheat Initiative holt Weizenforscher aus aller Welt an einen Tisch

25.06.2018 | Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Wendelstein 7-X erreicht Weltrekord

25.06.2018 | Physik Astronomie

Schnell und innovativ: Jülicher Superrechner ist eine Neuentwicklung aus Europa

25.06.2018 | Informationstechnologie

Leuchtfeuer in der Produktion

25.06.2018 | Energie und Elektrotechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics