Նանո ցերիումի օքսիդի պատրաստումը և դրա կիրառումը ջրի մաքրման մեջ

CeO2հազվագյուտ հողային նյութերի կարևոր բաղադրիչ է: Այնհազվագյուտ հողային տարր ցերիումունի յուրահատուկ արտաքին էլեկտրոնային կառուցվածք՝ 4f15d16s2: Նրա հատուկ 4f շերտը կարող է արդյունավետ կերպով պահել և ազատել էլեկտրոնները՝ ստիպելով ցերիումի իոններին իրենց պահել +3 վալենտային և +4 վալենտային վիճակում: Հետևաբար, CeO2 նյութերն ունեն ավելի շատ թթվածնային անցքեր և ունեն թթվածին պահելու և ազատելու հիանալի ունակություն: Ce (III) և Ce (IV) փոխադարձ փոխակերպումը նաև CeO2 նյութերին օժտում է յուրահատուկ օքսիդացում-վերականգնող կատալիտիկ կարողություններով։ Համեմատած զանգվածային նյութերի հետ՝ նանո CeO2-ը, որպես անօրգանական նյութի նոր տեսակ, մեծ ուշադրության է արժանացել իր բարձր հատուկ մակերեսի, թթվածնի պահպանման և ազատման գերազանց ունակության, թթվածնի իոնների հաղորդունակության, ռեդոքսի կատարման և բարձր ջերմաստիճանում թթվածնի թափուր տարածքի արագ տարածման շնորհիվ։ կարողություն. Ներկայումս կան մեծ թվով հետազոտական ​​հաշվետվություններ և հարակից ծրագրեր, որոնք օգտագործում են նանո CeO2 որպես կատալիզատորներ, կատալիզատորներ կամ հավելումներ, ակտիվ բաղադրիչներ և ադսորբենտներ:

1. Նանոմետրի պատրաստման եղանակըցերիումի օքսիդ

Ներկայումս նանո ցերիայի պատրաստման ընդհանուր մեթոդները հիմնականում ներառում են քիմիական և ֆիզիկական մեթոդ: Ըստ տարբեր քիմիական մեթոդների, քիմիական մեթոդները կարելի է բաժանել տեղումների եղանակի, հիդրոթերմային մեթոդի, solvothermal մեթոդի, սոլգելի մեթոդի, միկրոէմուլսիայի մեթոդի և էլեկտրադեպոզիցիայի մեթոդի; Ֆիզիկական մեթոդը հիմնականում հղկման մեթոդն է։

 
1.1 Հղկման մեթոդ

Նանո ցերիայի պատրաստման համար հղկման մեթոդը հիմնականում օգտագործում է ավազի մանրացում, որն ունի առավելություններ՝ ցածր գնով, շրջակա միջավայրի բարենպաստությամբ, արագ մշակման արագությամբ և վերամշակման ուժեղ կարողությամբ: Ներկայումս այն մշակման ամենակարևոր մեթոդն է նանո ցերիայի արդյունաբերության մեջ: Օրինակ, նանո ցերիումի օքսիդի փայլեցնող փոշու պատրաստումը սովորաբար ընդունում է կալցինացման և ավազի մանրացման համադրություն, իսկ ցերիումի վրա հիմնված դենիտրացիոն կատալիզատորների հումքը նույնպես խառնվում է նախնական մշակման համար կամ մշակվում կալցինացումից հետո՝ օգտագործելով ավազի մանրացում: Օգտագործելով տարբեր չափսերի ավազի հղկման բշտիկների հարաբերակցություններ, ճշգրտման միջոցով կարելի է ձեռք բերել նանո ցերիա D50-ով տատանվում է տասնյակից մինչև հարյուրավոր նանոմետրերով:

 
1.2 Տեղումների եղանակը

Տեղումների մեթոդը վերաբերում է համապատասխան լուծիչների մեջ լուծված հումքի տեղումների, տարանջատման, լվացման, չորացման և կալցինացման միջոցով պինդ փոշի պատրաստելու եղանակին: Տեղումների մեթոդը լայնորեն օգտագործվում է հազվագյուտ հողերի և դոպինգով նանոնյութերի պատրաստման մեջ՝ ունենալով այնպիսի առավելություններ, ինչպիսիք են պատրաստման պարզ գործընթացը, բարձր արդյունավետությունը և ցածր արժեքը: Այն արդյունաբերության մեջ նանո ցերիայի և դրա կոմպոզիտային նյութերի պատրաստման սովորաբար օգտագործվող մեթոդ է: Այս մեթոդը կարող է պատրաստել տարբեր մորֆոլոգիայով և մասնիկների չափսերով նանո ցերիա՝ փոխելով տեղումների ջերմաստիճանը, նյութի կոնցենտրացիան, pH արժեքը, տեղումների արագությունը, խառնման արագությունը, ձևանմուշը և այլն: իսկ նանո ceria միկրոսֆերաների պատրաստումը վերահսկվում է ցիտրատ իոններով։ Որպես այլընտրանք, ցերիումի իոնները կարող են նստեցվել OH-ով, որը առաջանում է նատրիումի ցիտրատի հիդրոլիզից, այնուհետև ինկուբացվել և կալցինացվել՝ նանո ցերիայի միկրոսֆերաներ պատրաստելու համար:

 
1.3 Հիդրոջերմային և solvothermal մեթոդներ

Այս երկու մեթոդները վերաբերում են փակ համակարգում կրիտիկական ջերմաստիճանում բարձր ջերմաստիճանի և բարձր ճնշման ռեակցիայի միջոցով արտադրանքի պատրաստման մեթոդին: Երբ ռեակցիայի լուծիչը ջուր է, այն կոչվում է հիդրոթերմային մեթոդ: Համապատասխանաբար, երբ ռեակցիայի լուծիչը օրգանական լուծիչ է, այն կոչվում է solvothermal մեթոդ: Սինթեզված նանո մասնիկներն ունեն բարձր մաքրություն, լավ ցրվածություն և միատեսակ մասնիկներ, հատկապես տարբեր մորֆոլոգիաներով կամ բաց հատուկ բյուրեղային երեսներով նանո փոշիները: Ցերիումի քլորիդը լուծեք թորած ջրի մեջ, խառնեք և ավելացրեք նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթ։ Հիդրոջերմային արձագանքում ենք 170 ℃ ջերմաստիճանում 12 ժամ, որպեսզի պատրաստվեն ցերիումի օքսիդի նանոսողեր՝ բաց (111) և (110) բյուրեղյա հարթություններով: Ռեակցիայի պայմանները կարգավորելով՝ (110) բյուրեղային հարթությունների մասնաբաժինը բաց բյուրեղային հարթություններում կարող է մեծանալ՝ հետագայում բարձրացնելով դրանց կատալիտիկ ակտիվությունը։ Ռեակցիայի լուծիչի և մակերևութային լիգանդների կարգավորումը կարող է նաև արտադրել նանո ցերիայի մասնիկներ հատուկ հիդրոֆիլությամբ կամ լիպոֆիլությամբ: Օրինակ, ջրային փուլին ացետատի իոնների ավելացումը կարող է ջրի մեջ պատրաստել մոնոդիսպերս հիդրոֆիլ ցերիումի օքսիդի նանոմասնիկներ: Ընտրելով ոչ բևեռային լուծիչ և ներդնելով օլեինաթթուն որպես լիգանդ ռեակցիայի ընթացքում՝ մոնոդիսպերս լիպոֆիլ ցերիայի նանոմասնիկները կարող են պատրաստվել ոչ բևեռային օրգանական լուծիչներում: (Տես նկար 1)

Նկար 1 Գնդաձև նանո ցերիա և ձողաձև նանո ցերիա

1.4 Սոլ գել մեթոդ

Սոլ գելի մեթոդը մի մեթոդ է, որն օգտագործում է որոշ կամ մի քանի միացություններ որպես պրեկուրսորներ, անցկացնում է քիմիական ռեակցիաներ, ինչպիսիք են հիդրոլիզը հեղուկ փուլում՝ լուծույթի ձևավորման համար, այնուհետև ծերացումից հետո ձևավորում է գել, և վերջապես չորանում և կալցինացնում է ծայրահեղ նուրբ փոշիներ պատրաստելու համար: Այս մեթոդը հատկապես հարմար է բարձր ցրված բազմաբաղադրիչ նանո ցերիա կոմպոզիտային նանոնյութերի պատրաստման համար, ինչպիսիք են ցերիումի երկաթը, ցերիումի տիտանը, ցերիումի ցիրկոնիումը և այլ կոմպոզիտային նանոօքսիդներ, որոնք հաղորդվել են բազմաթիվ զեկույցներում:

 
1.5 Այլ մեթոդներ

Բացի վերը նշված մեթոդներից, կան նաև միկրո լոսյոնների մեթոդ, միկրոալիքային սինթեզի մեթոդ, էլեկտրոդեզոնացիայի մեթոդ, պլազմայի բոցի այրման մեթոդ, իոնափոխանակման թաղանթային էլեկտրոլիզի մեթոդ և շատ այլ մեթոդներ: Այս մեթոդները մեծ նշանակություն ունեն նանո ցերիայի հետազոտության և կիրառման համար։

 
2 նանոմետրանոց ցերիումի օքսիդի կիրառում ջրի մաքրման մեջ

Ցերիումը հազվագյուտ հողային տարրերի մեջ ամենաառատ տարրն է՝ ցածր գներով և լայն կիրառմամբ: Նանոմետրային ցերիան և նրա կոմպոզիտները մեծ ուշադրություն են գրավել ջրի մաքրման ոլորտում՝ շնորհիվ իրենց բարձր հատուկ մակերեսի, բարձր կատալիտիկ ակտիվության և գերազանց կառուցվածքային կայունության:

 
2.1 ԿիրառումՆանո Ցերիումի օքսիդՋրի մաքրում ադսորբցիոն մեթոդով

Վերջին տարիներին, արդյունաբերության զարգացմամբ, ինչպիսին է էլեկտրոնիկայի արդյունաբերությունը, արտանետվել են մեծ քանակությամբ կեղտաջրեր, որոնք պարունակում են այնպիսի աղտոտիչներ, ինչպիսիք են ծանր մետաղների իոնները և ֆտորի իոնները: Նույնիսկ հետքի կոնցենտրացիաների դեպքում այն ​​կարող է զգալի վնաս հասցնել ջրային օրգանիզմներին և մարդու կենսամիջավայրին: Սովորաբար օգտագործվող մեթոդները ներառում են օքսիդացում, ֆլոտացիա, հակադարձ օսմոզ, ադսորբցիա, նանոֆիլտրացիա, բիոսորբցիա և այլն: Դրանց թվում ադսորբցիոն տեխնոլոգիան հաճախ ընդունվում է պարզ շահագործման, ցածր գնի և բուժման բարձր արդյունավետության պատճառով: Նանո CeO2 նյութերն ունեն բարձր սպեցիֆիկ մակերես և բարձր մակերևութային ակտիվություն՝ որպես ներծծող նյութեր, և բազմաթիվ զեկույցներ են եղել ծակոտկեն նանո CeO2-ի և դրա կոմպոզիտային նյութերի սինթեզի վերաբերյալ տարբեր մորֆոլոգիաներով՝ ջրից վնասակար իոնները կլանելու և հեռացնելու համար:

Հետազոտությունները ցույց են տվել, որ նանո ցերիան ունի F-ի կլանման հզոր կարողություն թույլ թթվային պայմաններում: F-ի սկզբնական կոնցենտրացիայով 100 մգ/լ և pH=5-6 լուծույթում F-ի կլանման հզորությունը 23 մգ/գ է, իսկ F-ի հեռացման արագությունը՝ 85,6%: Այն պոլիակրիլաթթվային խեժի գնդիկի վրա բեռնելուց հետո (բեռնման քանակությունը՝ 0,25 գ/գ), F-ի հեռացման կարողությունը կարող է հասնել ավելի քան 99%-ի՝ 100 մգ/լ F- ջրային լուծույթի հավասար ծավալ մշակելիս; Ծավալը 120 անգամ մշակելիս կարելի է հեռացնել F-ի ավելի քան 90%-ը: Ֆոսֆատի և յոդատի կլանման դեպքում կլանման հզորությունը կարող է հասնել ավելի քան 100 մգ/գ համապատասխան օպտիմալ կլանման վիճակում: Օգտագործված նյութը կարող է վերաօգտագործվել պարզ դեզորբցիայի և չեզոքացման բուժումից հետո, որն ունի բարձր տնտեսական օգուտներ:

Կան բազմաթիվ հետազոտություններ թունավոր ծանր մետաղների, ինչպիսիք են մկնդեղը, քրոմը, կադմիումը և կապարը կլանման և բուժման վերաբերյալ՝ օգտագործելով նանո ցերիան և դրա կոմպոզիտային նյութերը: Օպտիմալ կլանման pH-ը տարբերվում է տարբեր վալենտային վիճակներով ծանր մետաղների իոնների համար: Օրինակ, թույլ ալկալային վիճակը չեզոք կողմնակալությամբ ունի As (III) լավագույն կլանման վիճակ, մինչդեռ As (V)-ի օպտիմալ կլանման վիճակը հասնում է թույլ թթվային պայմաններում, որտեղ կլանման հզորությունը կարող է հասնել ավելի քան 110 մգ/գ երկու դեպքում էլ: պայմանները. Ընդհանուր առմամբ, նանո ceria-ի և դրա կոմպոզիտային նյութերի օպտիմիզացված սինթեզը կարող է հասնել տարբեր ծանր մետաղական իոնների կլանման և հեռացման բարձր արագության pH-ի լայն տիրույթում:

Մյուս կողմից, ցերիումի օքսիդի վրա հիմնված նանոնյութերն ունեն նաև կեղտաջրերում օրգանական նյութեր ներծծելու ակնառու կատարում, ինչպիսիք են թթվային նարնջագույնը, ռոդամին B-ն, Կոնգոյի կարմիրը և այլն: Օրինակ, առկա հաղորդված դեպքերում նանո ցերիայի ծակոտկեն գնդերը, որոնք պատրաստված են էլեկտրաքիմիական մեթոդներով, ունեն բարձր մակարդակ: կլանման հզորությունը օրգանական ներկերի հեռացման, հատկապես Կոնգոյի կարմիրի հեռացման ժամանակ, 60 րոպեում 942,7 մգ/գ կլանման հզորությամբ:

 
2.2 Նանո ceria-ի կիրառումը առաջադեմ օքսիդացման գործընթացում

Առաջարկվում է առաջադեմ օքսիդացման գործընթացը (կարճ՝ AOPs)՝ բարելավելու գոյություն ունեցող անջուր մաքրման համակարգը: Օքսիդացման առաջադեմ գործընթացը, որը նաև հայտնի է որպես խորը օքսիդացման տեխնոլոգիա, բնութագրվում է հիդրօքսիլ ռադիկալի (· OH), սուպերօքսիդի ռադիկալի (· O2 -), միաձույլ թթվածնի և այլնի արտադրությամբ` ուժեղ օքսիդացման ունակությամբ: Բարձր ջերմաստիճանի և ճնշման, էլեկտրաէներգիայի, ձայնի, լույսի ճառագայթման, կատալիզատորի և այլնի ռեակցիայի պայմաններում: Ըստ ազատ ռադիկալների առաջացման տարբեր եղանակների և ռեակցիայի պայմանների, դրանք կարելի է բաժանել ֆոտոքիմիական օքսիդացման, կատալիտիկ խոնավ օքսիդացման, սոնոքիմիայի օքսիդացման, օզոնի: օքսիդացում, էլեկտրաքիմիական օքսիդացում, Ֆենտոնի օքսիդացում և այլն (տես նկար 2):

Նկար 2 Առաջադեմ օքսիդացման գործընթացի դասակարգում և տեխնոլոգիայի համակցություն

Նանո ցերիատարասեռ կատալիզատոր է, որը սովորաբար օգտագործվում է առաջադեմ օքսիդացման գործընթացում: Շնորհիվ Ce3+-ի և Ce4+-ի միջև արագ փոխակերպման և թթվածնի կլանման և արտազատման արդյունքում առաջացած արագ օքսիդացում-նվազեցման ազդեցության, նանո ցերիան ունի լավ կատալիտիկ ունակություն: Երբ օգտագործվում է որպես կատալիզատոր խթանող, այն կարող է նաև արդյունավետորեն բարելավել կատալիտիկ կարողությունն ու կայունությունը: Երբ նանո ցերիան և դրա կոմպոզիտային նյութերը օգտագործվում են որպես կատալիզատորներ, կատալիտիկ հատկությունները մեծապես տարբերվում են մորֆոլոգիայի, մասնիկների չափի և բաց բյուրեղային հարթությունների հետ, որոնք հիմնական գործոններն են, որոնք ազդում են դրանց կատարման և կիրառման վրա: Ընդհանրապես ենթադրվում է, որ որքան փոքր են մասնիկները և որքան մեծ է հատուկ մակերեսը, այնքան ավելի համապատասխան ակտիվ տեղանք է, և այնքան ուժեղ է կատալիտիկ կարողությունը: Մերկացած բյուրեղային մակերեսի կատալիտիկ կարողությունը՝ ուժեղից թույլ, գտնվում է (100) բյուրեղային մակերես>(110) բյուրեղային մակերես>(111) բյուրեղային մակերեսի կարգի, իսկ համապատասխան կայունությունը հակառակ է։

Ցերիումի օքսիդը կիսահաղորդչային նյութ է։ Երբ նանոմետր ցերիումի օքսիդը ճառագայթվում է ֆոտոնների կողմից, որն ավելի մեծ էներգիա ունի, քան ժապավենի բացը, վալենտային գոտու էլեկտրոնները գրգռվում են, և տեղի է ունենում անցումային ռեկոմբինացիոն վարքագիծ: Այս վարքագիծը կնպաստի Ce3+ և Ce4+ փոխակերպման արագությանը, ինչը կհանգեցնի նանո ceria-ի ուժեղ ֆոտոկատալիտիկ ակտիվության: Ֆոտոկատալիզը կարող է հասնել օրգանական նյութերի ուղղակի քայքայման՝ առանց երկրորդական աղտոտման, ուստի դրա կիրառումը ամենաշատ ուսումնասիրված տեխնոլոգիան է AOP-ներում նանո ceria-ի ոլորտում: Ներկայումս հիմնական ուշադրությունը կենտրոնացած է ազո ներկերի, ֆենոլի, քլորբենզոլի և դեղագործական կեղտաջրերի կատալիտիկ քայքայման վրա՝ օգտագործելով տարբեր մորֆոլոգիաներով և կոմպոզիտային բաղադրություններով կատալիզատորներ: Զեկույցի համաձայն, կատալիզատորների սինթեզի օպտիմալացված մեթոդի և կատալիտիկ մոդելի պայմաններում այդ նյութերի քայքայման հզորությունը կարող է ընդհանուր առմամբ հասնել ավելի քան 80%, իսկ Ընդհանուր օրգանական ածխածնի (TOC) հեռացման կարողությունը կարող է հասնել ավելի քան 40%:

Նանո ցերիումի օքսիդի կատալիզը օրգանական աղտոտիչների քայքայման համար, ինչպիսիք են օզոնը և ջրածնի պերօքսիդը, լայնորեն ուսումնասիրված մեկ այլ տեխնոլոգիա է: Ֆոտոկատալիզի նման, այն նաև կենտրոնանում է տարբեր մորֆոլոգիաներով կամ բյուրեղային հարթություններով նանո ցերիայի և տարբեր ցերիումի վրա հիմնված կոմպոզիտային կատալիտիկ օքսիդիչների կարողության վրա՝ օքսիդացնելու և քայքայելու օրգանական աղտոտիչները: Նման ռեակցիաներում կատալիզատորները կարող են կատալիզացնել օզոնից կամ ջրածնի պերօքսիդից մեծ քանակությամբ ակտիվ ռադիկալների առաջացումը, որոնք հարձակվում են օրգանական աղտոտիչների վրա և հասնում են ավելի արդյունավետ օքսիդատիվ քայքայման կարողությունների: Ռեակցիայի մեջ օքսիդանտների ներմուծման շնորհիվ օրգանական միացությունները հեռացնելու ունակությունը մեծապես մեծանում է: Ռեակցիաների մեծ մասում թիրախ նյութի վերջնական հեռացման արագությունը կարող է հասնել կամ մոտենալ 100%-ին, և TOC-ի հեռացման արագությունը նույնպես ավելի բարձր է:

Էլեկտրոկատալիտիկ առաջադեմ օքսիդացման մեթոդում թթվածնի բարձր էվոլյուցիայի գերպոտենցիալ ունեցող անոդ նյութի հատկությունները որոշում են օրգանական աղտոտիչների բուժման համար էլեկտրակատալիտիկ առաջադեմ օքսիդացման մեթոդի ընտրողականությունը: Կաթոդային նյութը H2O2-ի արտադրությունը որոշող կարևոր գործոն է, իսկ H2O2-ի արտադրությունը որոշում է օրգանական աղտոտիչների բուժման էլեկտրակատալիտիկ առաջադեմ օքսիդացման մեթոդի արդյունավետությունը: Նանո ceria-ի օգտագործմամբ էլեկտրոդների նյութի փոփոխման ուսումնասիրությունը մեծ ուշադրություն է դարձրել ինչպես ներքին, այնպես էլ միջազգային մակարդակում: Հետազոտողները հիմնականում ներկայացնում են նանո ցերիումի օքսիդը և դրա կոմպոզիտային նյութերը տարբեր քիմիական մեթոդների միջոցով՝ փոփոխելու տարբեր էլեկտրոդային նյութերը, բարելավելու դրանց էլեկտրաքիմիական ակտիվությունը և դրանով իսկ բարձրացնել էլեկտրակատալիտիկ ակտիվությունը և վերջնական հեռացման արագությունը:

Միկրոալիքային վառարանը և ուլտրաձայնը հաճախ կարևոր օժանդակ միջոցներ են վերը նշված կատալիտիկ մոդելների համար: Որպես օրինակ վերցնելով ուլտրաձայնային օգնությունը, օգտագործելով թրթռումային ձայնային ալիքներ՝ վայրկյանում 25 կՀց-ից բարձր հաճախականությամբ, միլիոնավոր չափազանց փոքր պղպջակներ են ստեղծվում հատուկ մշակված մաքրող միջոցի լուծույթում: Այս փոքր փուչիկները, արագ սեղմման և ընդլայնման ժամանակ, անընդհատ առաջացնում են պղպջակների պայթյուն՝ թույլ տալով նյութերին արագ փոխանակել և ցրվել կատալիզատորի մակերեսի վրա՝ հաճախ էքսպոնենցիալ կերպով բարելավելով կատալիտիկ արդյունավետությունը:

 
3 Եզրակացություն

Նանո ցերիան և նրա կոմպոզիտային նյութերը կարող են արդյունավետ կերպով մաքրել ջրի իոնները և օրգանական աղտոտիչները և ունեն կիրառման կարևոր ներուժ ապագա ջրի մաքրման ոլորտներում: Այնուամենայնիվ, հետազոտությունների մեծ մասը դեռ լաբորատոր փուլում է, և ապագայում ջրի մաքրման մեջ արագ կիրառման հասնելու համար պետք է հրատապ լուծվեն հետևյալ խնդիրները.

(1) Նանո-ի պատրաստման համեմատաբար բարձր արժեքըCeO2հիմնված նյութերը մնում են կարևոր գործոն ջրի մաքրման մեջ դրանց կիրառման ճնշող մեծամասնության մեջ, որոնք դեռ լաբորատոր հետազոտության փուլում են: Էժան, պարզ և արդյունավետ պատրաստման մեթոդների ուսումնասիրությունը, որոնք կարող են կարգավորել նանո CeO2-ի վրա հիմնված նյութերի մորֆոլոգիան և չափերը, դեռևս հետազոտության կենտրոնում է:

(2) Նանո CeO2-ի վրա հիմնված նյութերի մասնիկների փոքր չափի պատճառով, օգտագործումից հետո վերամշակման և վերականգնման խնդիրները նույնպես կարևոր գործոններ են, որոնք սահմանափակում են դրանց կիրառումը: Դրա բաղադրությունը խեժային նյութերի կամ մագնիսական նյութերի հետ կլինի հիմնական հետազոտական ​​ուղղությունը դրա նյութերի պատրաստման և վերամշակման տեխնոլոգիայի համար:

(3) Նանո CeO2-ի վրա հիմնված նյութերի ջրի մաքրման տեխնոլոգիայի և կեղտաջրերի մաքրման ավանդական տեխնոլոգիայի միջև համատեղ գործընթացի զարգացումը մեծապես կնպաստի նանո CeO2-ի վրա հիմնված նյութերի կատալիտիկ տեխնոլոգիայի կիրառմանը ջրի մաքրման ոլորտում:

(4) Նանո CeO2-ի վրա հիմնված նյութերի թունավորության վերաբերյալ դեռևս սահմանափակ հետազոտություններ կան, և դրանց բնապահպանական վարքագիծը և ջրի մաքրման համակարգերում թունավորության մեխանիզմը դեռ որոշված ​​չեն: Կեղտաջրերի մաքրման իրական գործընթացը հաճախ ներառում է մի քանի աղտոտիչների համակեցություն, և գոյություն ունեցող աղտոտիչները փոխազդում են միմյանց հետ՝ դրանով իսկ փոխելով նանոնյութերի մակերեսային բնութագրերը և պոտենցիալ թունավորությունը: Հետևաբար, հրատապ անհրաժեշտություն է առաջանում ավելի շատ հետազոտություններ իրականացնել հարակից ասպեկտների վերաբերյալ: