¿Podemos reciclar la basura con los principios de la espectrometría de masas?

Question

'Espectrometría de masas (MS) es una técnica analítica que separa los iones según su masa (o "peso"). La espectrometría de masas es utilizado por muchos de los análisis químicos, que van desde el análisis de una mezcla compleja de petróleo, a los productos de la ingeniería genética.'

Es posible atomizar algunas de basura mediante la aplicación de un alto voltaje y una corriente muy elevados a través de ella, con lo que la obtención de alta temperatura de chispas y, a continuación, aplicar los principios de la espectrometría de masas, para separar los elementos individuales para su uso en la fabricación?

Answer 1

Sí es posible, pero es muy caro y sería órdenes de magnitud más costosa que lo que la gente está dispuesta a pagar por materiales reciclados. Permítanme dar dos puntos de datos para explicar por qué es caro.

• Algunos comerciales de material es fabricado por espectrometría de masas. El material de partida no es basura, pero razonablemente purificación química de los metales de diversos tipos. El producto(s) son isótopos separados de los metales. Hierro 57 ($\cf{^{57}Fe}$) es un isótopo que está presente de forma natural en terrestre de hierro de suministros en una abundancia de aproximadamente 2%. Es útil para los investigadores que estudian los materiales férricos mediante diversos espectroscópicas técnicas. Hierro puro 57 cuesta cientos de dólares por miligramo.

• Espectrometría de masas requiere de muy alta tensión, un vacío muy alto, y grandes cantidades de gases purificados; además, la cantidad de material separadas por masa es muy baja. Creo que para los comerciales de isótopos de purificación, magnético sector-tipo de instrumentos utilizados. No estoy muy familiarizado con ellos, así que déjame ir a través de algunos números ásperos para un tipo diferente de espectrometría de masas: tiempo de vuelo: Varios miles de voltios se aplican a los paquetes de iones que conduce a su separación. Total corrientes de iones son tan altas como decir $10^9$ de partículas por segundo, lo que corresponde a alrededor de 0.1 nanoamperes o $10^{-15}$ moles por segundo. Así que para purificar una mole de hierro requeriría $10^{15}$ segundos, o varios millones de años de funcionamiento continuo de muy costosa maquinaria! Incluso si otros tipos de espectrometría de masas de hacerlo mejor que el tiempo-de-vuelo por los tres órdenes de magnitud, aún puede ser un costo prohibitivo.

Answer 2

La preparación de la espectrometría de masas es el campo de la investigación activa, tratando de superar muchos obstáculos. Uno de ellos es la captura de la especie (no sólo los átomos, pero casi cualquier cosa, indestructible), con el calor de la candidata, se aterrizaje suave

Otro problema es la producción lo suficientemente alto flujo de iones y la eliminación de los estrictos requisitos de vacío de la tradicional configuración de MS. Esto resultó en un alto flujo fuente de ionización electrospray, donde se informe la tasa de deposición de $\ce{\approx 1 \mu g/day}$.

Se puede ver que es útil para la preparación de cantidades muy pequeñas de sustancias muy de valor, pero definitivamente no es para la basura de reciclaje.