Wenn es um die Entfernung von Kunststoffpartikeln aus Wasser geht, machen die kleinsten Partikeln die größten Probleme, denn sie werden in Kläranlagen nicht zurückgehalten. Wissenschaftler:innen der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen haben eine Methode entwickelt, um Plastikpartikeln unabhängig von ihrer Größe und der Kunststoffsorte aus Wasser zu entfernen – mit super-paramagnetischen Eisenoxid-Nanopartikeln (SPIONs).

Das Konzept: Agglomerate bilden und magnetisch abscheiden

Die Forscher:innen entwickelten speziell beschichtete Nanopartikel aus Eisenoxid, deren Kern paramagnetisch ist und deren äußere Hülle in zweierlei Weise bevorzugt Kunststoffpartikeln anzieht: Mit einem angepassten Oberflächenpotenzial werden Partikeln mit entgegengesetzten Ladungen angezogen und ein n-Alkylrest der Beschichtung tritt, wenn organischen und mineralische Nanopartikeln im Wasser vorliegen, bevorzugt in Wechselwirkung mit den organischen Partikeln.

In Versuchsreihen mit verschiedenen Plastik-NP (Größe, chemische Strukturen, unterschiedliche Mischungen) in unterschiedlichen Wasserproben (vollentsalztes Wasser, kontaminiertes und sogar auch Flusswasser) und mit verschiedenen Kernmaterialien für die SPIONs hat sich das Konzept zur bewährt. Studienleiter Professor Marcus Halik schlug in einem Gespräch mit BR24 eine großtechnische Umsetzung vor. Diese besteht aus einem 20-Fuß-Container mit Dosier- und Mischanlage, Magnetabscheider und Analytik. Durch die Anlage könne Flusswasser geleitet werden, sie könne aber auch direkt an einer Kläranlage platziert werden.

Die Studie wurde am 18. April in dem Fachmagazin materials today veröffentlicht. Diese enthält mehrere Videos, in denen die Nanopartikelabscheidung sichtbar gemacht ist.