Maßgeschneiderte Ionenflüssigkeit entfernen giftige Schwermetalle aus Wasser

Zum Reinigen benutzt man Wasser, weil sich in ihm eine Vielzahl von chemischen Substanzen löst. Aber womit reinigt man das Wasser? Robin Rogers von der Universität von Alabama hat zusammen mit Kollegen ein Lösungsmittel entwickelt, das maßgeschneidert spezifische Metalle löst. Das berichtet die Fachzeitschrift Nature.

Das von Rogers entwickelte Lösungsmittel ist eine Ionenflüssigkeit. Ionen sind elektrisch geladene Atome oder Moleküle, die in der Regel keine Flüssigkeit bilden, sondern einen Festkörper mit einer sehr hohen Schmelztemperatur wie beispielsweise Gesteinen oder Mineralien. Das liegt daran, dass die elektrischen Anziehungskräfte zwischen den positiv und negativ geladenen Ionen diese sehr stark aneinander binden.

Doch Ionenflüssigkeiten haben besonders große positive Ionen, weswegen die Bindung zwischen den Ionen sehr viel schwächer ist. Deshalb wird weniger Energie zum Aufbruch der Bindungen benötigt, was wiederum eine niedrigere Schmelztemperatur bedeutet. Ionenflüssigkeiten sind bei normalen Raumtemperaturen flüssig.

Insbesondere haben Rogers und seine Kollegen eine Ionenflüssigkeit hergestellt, die dem Wasser die Schwermetalle Quecksilber und Kadmium entziehen kann. Die Flüssigkeit enthält unter anderem Schwefelatome und Harnstoffgruppen. Der Clou bei Rogers Flüssigkeit ist, dass ihre Zusammensetzung so fein abgestimmt werden kann, dass sie entweder beide oder jeweils nur eines der beiden Metalle aufnimmt. Weil Ionenflüssigkeiten sich nicht mit Wasser vermischen, kann man sie wieder problemlos vom Wasser trennen, ähnlich wie man Öl von Wasser abschöpfen kann.

Ionenflüssigkeiten sind auch für die chemische Industrie interessant. Beispielsweise könnten sie einen für einen bestimmten chemischen Prozess benötigten metallenen Katalysator aufnehmen. Metalle, die den Prozess verunreinigen würden, könnte man dabei gezielt ausschließen.

Axel Tillemans