Publication

Rapid, Selective Heavy Metal Removal from Water by a Metal-Organic Framework/Polydopamine Composite

Résumé

Drinking water contamination with heavy metals, particularly lead, is a persistent problem worldwide with grave public health consequences. Existing purification methods often cannot address this problem quickly and economically. Here we report a cheap, water stable metal-organic framework/polymer composite, Fe-BTC/PDA, that exhibits rapid, selective removal of large quantities of heavy metals, such as Pb2+ and Hg2+, from real world water samples. In this work, Fe-BTC is treated with dopamine, which undergoes a spontaneous polymerization to polydopamine (PDA) within its pores via the Fe3+ open metal sites. The PDA, pinned on the internal MOF surface, gains extrinsic porosity, resulting in a composite that binds up to 1634 mg of Hg2+ and 394 mg of Pb2+ per gram of composite and removes more than 99.8% of these ions from a 1 ppm solution, yielding drinkable levels in seconds. Further, the composite properties are well-maintained in river and seawater samples spiked with only trace amounts of lead, illustrating unprecedented selectivity. Remarkably, no significant uptake of competing metal ions is observed even when interferents, such as Na+, are present at concentrations up to 14»000 times that of Pb2+. The material is further shown to be resistant to fouling when tested in high concentrations of common organic interferents, like humic acid, and is fully regenerable over many cycles.

À propos de ce résultat
Cette page est générée automatiquement et peut contenir des informations qui ne sont pas correctes, complètes, à jour ou pertinentes par rapport à votre recherche. Il en va de même pour toutes les autres pages de ce site. Veillez à vérifier les informations auprès des sources officielles de l'EPFL.
Concepts associés (33)
Réseau métallo-organique
vignette|Exemple de MOF avec différents ligands organiques. Les réseaux métallo-organiques (MOF, pour l'anglais metal–organic framework) sont des solides poreux hybrides cristallins constitués d'ions métalliques ou de clusters coordonnés à des ligands organiques pour former des structures en une, deux ou trois dimensions. Les MOF présentent notamment une surface spécifique très élevée du fait de leur structure nanoporeuse. Les MOF sont nommés selon leur lieu de découverte suivi d’un numéro d’incrémentation, par exemple MIL-101 pour Matériaux Institut Lavoisier , ou UiO-66.
Qualité de l'eau
thumb|Eau du robinet La qualité de l'eau est caractérisée du point de vue physico-chimique, biologique et hydromorphologique (dans le cadre de la Directive-cadre sur l'eau, norme européenne). La qualité de l'eau attendue est dépendante de son usage ; les normes à respecter ne seront pas les mêmes selon que l'eau est destinée à être bue, utilisée pour l'irrigation de cultures, ou simplement à alimenter un cours d'eau naturel.
Eau
L'eau est une substance chimique constituée de molécules . Ce composé, très stable, mais aussi très réactif, est un excellent solvant à l'état liquide. Dans de nombreux contextes, le terme eau est employé au sens restreint d'eau à l'état liquide, ou pour désigner une solution aqueuse diluée (eau douce, eau potable, eau de mer, eau de chaux). L'eau est ubiquitaire sur Terre et dans l'atmosphère, sous ses trois états, solide (glace), liquide et gazeux (vapeur d'eau).
Afficher plus
Publications associées (34)

Sunshine and a pinch of tropical soils: A natural, low-cost photo-Fenton variation for safer water, assisted by H2O2 or percabonate

César Pulgarin, Michaël Bensimon, Stefanos Giannakis, Thomas Guillaume, Jérémie Decker

Clean water is essential for human survival, but access to safe drinking water remains a challenge in resource -limited regions. Herein, we explored a low-cost but effective solution for water potabilization using natural iron sources from soils along with ...
ELSEVIER2023

Efficacy and health benefits of different water distribution systems in informal settlements: a cross-sectional study in Nairobi, Kenya

Jérôme Chenal, Vitor Pessoa Colombo, Jürg Utzinger

Access to safe water sources, whenever needed, is a human right. However, attending to this fundamental right remains challenging in informal settlements. Consequently, these settlements are more exposed to risk factors of several diseases related to the l ...
2023

Synthetic Receptors with Micromolar Affinity for Chloride in Water

Kay Severin, Farzaneh Fadaei Tirani, Damien Wen Chen, Cesare Berton, Sylvain Alexandre Marie Sudan

A water-soluble coordination cage was obtained by reaction of Pd(NO3)2 with a 1,3-di(pyridin-3-yl)benzene ligand featuring a short PEG chain. The cavity of the metal-organic cage contains one nitrate anion, which is readily replaced by chloride. The appare ...
Wiley2023
Afficher plus
MOOCs associés (5)
Water quality and the biogeochemical engine
Learn about how the quality of water is a direct result of complex bio-geo-chemical interactions, and about how to use these processes to mitigate water quality issues.
Analyse du cycle de vie environmental
MOOC introduction à la pensée du cycle de vie et aux concepts théoriques pour réaliser et critiquer une analyse du cycle de vie.
Sorption and transport in cementitious materials
Learn how to study and improve the durability of cementitious materials.
Afficher plus

Graph Chatbot

Chattez avec Graph Search

Posez n’importe quelle question sur les cours, conférences, exercices, recherches, actualités, etc. de l’EPFL ou essayez les exemples de questions ci-dessous.

AVERTISSEMENT : Le chatbot Graph n'est pas programmé pour fournir des réponses explicites ou catégoriques à vos questions. Il transforme plutôt vos questions en demandes API qui sont distribuées aux différents services informatiques officiellement administrés par l'EPFL. Son but est uniquement de collecter et de recommander des références pertinentes à des contenus que vous pouvez explorer pour vous aider à répondre à vos questions.