Nanotechnológie v oblasti ochrany vôd

Perspektívne materiály pre ochranu vôd

Pokrok vo vede a technike a využívaní nanotechnológií a nanomateriálov je viditeľný aj pre oblasť ochrany vôd. Neustále sa vyvíjajú a zdokonaľujú moderné, ekonomicky únosné a environmentálne akceptovateľné čistiarenské procesy. Poznáme štyri základné typy nanomateriálov určených pre tieto procesy:

• oxidy kovov
• uhlíkaté materiály
• dendriméry
• zeolity

Všetky tieto nanomateriály majú veľmi pestré fyzikálno-chemické vlastnosti, ktoré sú vhodné obzvlášť pre separáciu znečistenín a toxických prímesí vo vodách a kvapalných médiách. Špecifické látky nanometrovej veľkosti nanesené ako membrány alebo v podobe iných štruktúrovaných materiálov sú pre čistiarenské procesy veľmi perspektívne. Takto upravené nanomateriály majú vyšší adsorpčný povrch a možno ich tiež upraviť inkorporovaním rôznych funkčných skupín.

Čo sú to tie zeolity?

Zeolity zahŕňajú veľký počet prírodných minerálov, ktoré sú z chemického hľadiska zložité hlinito-kremičitany s typickou priestorovou (tzv. kostrovitou) stavbou tetraédrov. Kremičitanové SiO₄ tetraédre (štvorsteny) sa navzájom spájajú výlučne prostredníctvom atómov kyslíka O₂ a tým vytvárajú špecifickú štruktúru poprepájanú sieťou kanálikov konštantných rozmerov. Je v nich prítomný záporný náboj vznikajúci nahradzovaním Si⁴⁺ za Al³⁺. Kanáliky sú obsadené molekulami vody H₂O, ktorá má polárny charakter a je všeobecne známa ako tzv. zeolitová voda.

Prírodné zeolity ako komodita budúcnosti

Progres dosiahnutý v oblasti výskumu a využitia prírodných zeolitov je skutočne v ostatných desaťročiach pozoruhodný. Táto komodita opäť nadobúda zvýšený záujem na svetových trhoch predovšetkým pre vývoj nových zeolitových produktov s upraveným externým povrchom. Sú to najmä zeolitové hybridné kompozity, ale aj ľahké puzolánové cementy v stavebníctve. Prírodný zeolit tak možno na základe jeho fyzikálnych a chemických vlastností považovať spomedzi ostatných prírodných nerastných surovín a minerálov právom za bezkonkurenčný.

Ťažba a spracovanie zeolitových prírodných materiálov neustále narastá a odhaduje sa ich produkcia okolo 3 mil. ton ročne. Z toho sa ale asi 2 mil. ton vyťaží v Číne. Naše územie je na výskyt ekonomicky zaujímavých akumulácií zeolitov bohaté a ich ťažbou patríme určite do prvej desiatky na svete. V USA pri produkcii 60 tisíc ton suroviny za rok je využitie tohto produktu v zmysle klesajúceho odberu nasledovné:

• prídavok do kŕmnych zmesí pre živočíšnu výrobu
• úprava vôd
• drobnochovateľstvo (tieto tri oblasti predstavujú spolu 70% produkcie)
• nosiče fungicídov a pesticídov
• pôdne kondicionéry a podporné rastové média
• vysušovadlá (desikanty)
• odpachovače
• adsorbenty olejov a plynov
• čistenie vôd
• akvaristika
• produkcia heterogénnych katalyzátorov

Ak vás tento článok zaujal, viac o zeolitoch si môžete prečítať aj TU.