Arsen je známý jako toxický prvek, hlavně ve formě oxidu arsenitého (As2O3, arseniku), ale je také velmi důležitý např. pro polovodičový průmysl. Dánští vědci objevili způsob, jak přepracovat toxický odpad na průmyslovou surovinu.
Arsen, As, je toxický polokov, jeho zastoupení v zemské kůře je poměrně nízké. V dnešní době využíváme spoustu arsenu v polovodičích, např. ve formě arsenidu gallitého, GaAs.
I když patří arsen mezi vzácné prvky, najdeme ho poměrně hodně v podzemní vodě. Koncentrace jsou samozřejmě velice nízké, i když v některých oblastech přesahují povolený limit (WHO) 10 μg/l.[3] Arsen je zde přítomen hlavně ve formě arsenitanových (AsIII) a arseničnanových (AsV) iontů. Metody odstraňování arsenu z vody jsou známé, ale jejich produktem je toxický kal.
Publikovaný výzkum se zabývá zpracováním právě tohoto kalu a jeho transformací na využitelný materiál. Arsen se pak získává pomocí dvoukrokového procesu, nejprve se sloučeniny arsenu převedou na rozpustné arseničnany pomocí hydroxidu sodného (1M NaOH). Následně je pak provedena redukce pomocí dioxidu thiomočoviny, která poskytuje nanočástice elementárního arsenu.
Dioxid thiomočoviny je derivát thiomočoviny, má redukční vlastnosti. V jeho struktuře sousedí NH2 skupina s S=O vazbou, což umožňuje existenci dvou tautomerů (izomerů, které se liší polohou vodíku).
Během redukce dochází k srážení nanočástic arsenu, jako vlastní redukční činidlo vystupuje sulfoxyl, který vzniká rozkladem dioxidu thiomočoviny v bazickém prostředí. Ten je oxidován na siřičitan.
Výhodou využití dioxidu thiomočoviny jako redukčního činidla je vznik netoxických vedlejších produktů. Proces zatím existuje pouze v laboratorním měřítku a je potřeba vyřešit mnoho problémů, ale mohla by to být velmi dobrá cesta k transformaci toxického odpadu na žádaný materiál pro polovodičový průmysl.