Forskere skaber nye billige, bæredygtigt materiale til reduktion af luft- og vandforurening

En ny klasse af billige og bæredygtige hybridmaterialer kan muligvis fortrænge aktivt kul som det foretrukne valg til reduktion af spildevand og luftforurening. Materialet, beskrevet i Grænser i kemi , syntetiseres billigt fra fast affald og en naturligt rigelig polymer - og kan reducere forurenende stoffer i luft og spildevand med mere succes end aktivt kul, den nuværende guldstandard adsorbent.

"Dette papir viser den enkle syntese af et nyt porøst hybridmateriale, opnået ved brug af lave omkostninger og biproduktmaterialer, "siger hovedforfatteren, Dr. Elza Bontempi fra University of Brescia, Italien. "Materialet blev designet på grundlag af Europa -Kommissionens anmodning om at udvikle en overkommelig, bæredygtig og innovativ design-drevet materialeløsning, der kan reducere koncentrationen af ​​partikler i byområder. "

Partikler - faste partikler og flydende dråber, der findes i luften og udsendes fra kraftværker, industri, biler og brande - er allestedsnærværende i byer og endda på landet. I øvrigt, millioner af tons industrielt spildevand frigives hvert år i verdens farvande. Både partikler og organiske farvestoffer er yderst giftige for økosystemer og for menneskeheden.

Aktivt kul er det mest almindelige adsorbent, der bruges til at reducere forurening i atmosfæren og spildevand - men det er dyrt at producere og regenerere. Udfordringen har været at finde et økonomisk alternativ.

I den nye undersøgelse, forskere kombinerede et naturligt rigeligt råmateriale, natriumalginat (et polysaccharid, der kan ekstraheres fra tang og alger) med et stort volumenindustrielt biprodukt, silicagas (et biprodukt fra ferrosilicium eller siliciummetallegering) til fremstilling af et "grønt" adsorbent, der er bedre end aktivt kul.

"Artiklen rapporterer foreløbige resultater om det nye materiales evne til at fange partikler, "siger Dr. Bontempi." Det kan også bruges til rensning af spildevand. I særdeleshed, dets evne til at erstatte aktivt kul demonstreres. "

Syntesemetoden er enkel og let at skalere op. Udnytter alginats geleringsegenskaber, forskerne kombinerede det med nedbrydning af natriumhydrogencarbonat (natron) i fødevarekvalitet for at konsolidere materialet. Testning af forurening af spildevand blev udført ved hjælp af methylenblåt farvestof som et forurenende stof. Hybridmaterialet adsorberede og fjernede farvestoffet, selv ved høje koncentrationer, med 94% effektivitet.

Analyser afslørede, at sammenlignet med aktivt kul, produktion af hybridmaterialet brugte mindre energi ("legemliggjort energi"), samtidig med at der blev efterladt et meget lavere kulstofaftryk. Materialet demonstrerede også opmuntrende evner til at fange partikler i dieseludstødningsrøg.

Materialet kan påføres som en belægning, bruges til sprøjtning eller børstning, og bruges til 3D-print. Det betyder, at det kan bruges til at dække eksterne bygningsflader til at fjerne bestemte stoffer, samt at designe vandfiltreringsenheder.

Denne alsidighed er en spændende ny tilføjelse til menneskehedens værktøjskasse til reduktion af luft- og vandforurening.