Tilbake til søkeresultatene

NANO2021-Nanoteknologi og nye materiale

Dypingite - A superior NATural SORBent for management of heavy metal water pollution?

Alternativ tittel: Dypingitt – en enestående NATurlig abSORbent for rensing av tungmetaller i vann?

Tildelt: kr 11,8 mill.

Prosjektnummer:

315534

Søknadstype:

Prosjektperiode:

2021 - 2024

Geografi:

Klimaendringene, økningen i verdens befolkningen kombinert med bruken av kjemikaler både i industrien og i vår hverdag forventer å redusere både mengden og kvaliteten av vann som er tilgjengelig på verdensplan. Prosjektet NATSORB vill forsøke å motvirke dette ved å utvikle nye materialer basert på mineralet dypingitt (Mg5(CO3)4(OH)2·5H2O). Foreløpige eksperimenter indikerer at dypingitt har bedre egenskaper til å absorbere tungmetaller som bly, kadmium og krom fra vann sammenlignet med andre materialer. Målet med NATSORB er å utvikle en nye filtertyper for rensing av vann basert på dette mineralet. Før den foreslåtte teknologien kan designes er det nødvendig å få en full karakterisering av mineralet. Selv om dypingitt ble beskrevet for over 50 år siden, er detaljene i atomstrukturen ennå ikke kjent. Prosjektet vil undersøke denne ved en kombinasjon av ulike analysemetoder før vi kan utvikle syntetiske analoger av mineralet med egenskaper som er optimert for vannrensingsteknologier. NATSORB er et samarbeidsprosjekt mellom Universitetet i Oslo, SINTEF, NIVA, Universitetet i Münster og Røros kommune. Prosjektet vil teste de nye filtermaterialene i de vannfylte og forlatte gruvene rundt Røros.

A fortuitous observation revealed that dypingite, a poorly investigated magnesium hydrocarbonate mineral present in weathered serpentinites, is capable of remarkable heavy metal sorption. This exciting finding motivated a team of experts in geology, materials science, sorbent technology and water research to explore the development of a totally new class of geomimetic sorbents based on dypingite. In nature, dypingite typically crystallizes by adopting the “desert rose” texture, but the role of this hyperbranched and self-assembled microstructure on the sorption behavior of dypingite is unknown. The present project will establish a fundamental body of knowledge necessary to initiate the efficient use of these materials as superior eco-friendly sorbents. The crystal structure of natural and synthetic dypingite will be determined by laboratory and synchrotron powder X-ray diffraction combined with powder neutron diffraction, while probe corrected scanning transmission electron microscopy will be used to investigate local defect structures and sorption sites. The sorption mechanisms will be scrutinized by nuclear magnetic resonance, fluid cell atomic force microscopy and in situ X-ray diffraction experiments. The advanced experimental work will be used to propose local configurations for the sorption sites, for which activation and sorption energies will be computed using atomistic and electronic modeling. Sorbent technology will be employed to test natural, synthetic and chemically modified dypingite and to benchmark these against state-of-the-art sorbents. NATSORB is expected to be a key contribution to clean water and to sorbent technologies. Scientific and technological findings will be directly applied in designing an environmentally friendly intervention to remediate the problem of heavy metal contamination in Røros. As dypingite is a product of carbon sequestration, our findings will be important for science communities beyond the sorbent technologies.

Aktivitet:

NANO2021-Nanoteknologi og nye materiale