Hurtigere, billigere spildevandsrensning gennem forbedrede oxidationsreaktioner

Forskere ved University of California, Riverside har opdaget en metode til dramatisk at forbedre måden, hvorpå forurenende stoffer fjernes fra spildevandet ved hjælp af avancerede oxidationsprocesser (AOP'er).

AOP'er er en gruppe af kemiske behandlingsprocesser, der bruger oxidation til at fjerne organiske materialer fra vand. Reaktionerne udføres af hydroxylradikaler (·OH) dannet ved nedbrydning af hydrogenperoxid, et kraftigt oxidationsmiddel, der bruges i både husholdnings- og industrimiljøer.

AOP-teknologier er en tiltalende måde at genbruge forurenet spildevand, da slutprodukterne af hydrogenperoxidnedbrydning er vand og ilt. I virkeligheden, selvom, reaktionen er langsom, ineffektiv og kræver store mængder af både hydrogenperoxid og jern (Fe ²⁺ , et divalent jern ion) salt – som tjener som en katalysator. Som katalysator, jernet bør forblive kemisk uændret ved afslutningen af ​​oxidationsreaktionen. Imidlertid, det er ikke tilfældet, forårsager dannelsen af ​​et jernholdigt slam, der derefter skal behandles som et sekundært forurenende stof.

Nu, Yadong Yin, en professor i kemi ved UCR's College of Natural and Agricultural Sciences, og kolleger har vist, at tilsætning til blandingen af ​​en anden forbindelse - kaldet en co-katalysator - kan dramatisk forbedre reaktionens hastighed og effektivitet. Virkningen af ​​co-katalysatoren reducerer mængden af ​​nødvendig hydrogenperoxid og jernholdig katalysator og hjælper med at forhindre dannelsen af ​​slammet. Resultaterne offentliggøres i dag i tidsskriftet Chem .

Yin sagde co-katalysatoren, et pulveriseret metalsulfid, er en billig måde at fremskynde reaktionen på ved at hjælpe jernholdig katalysator med at udføre et bedre stykke arbejde og fortsætte i sin oprindelige form, i stedet for at danne det ubrugelige, slammet biprodukt.

Yin, en ekspert i at skabe nanomaterialer, arbejder nu på at skabe mindre metalsulfidpartikler med mere overfladeareal for yderligere at øge co-katalysatorens ydeevne.

"Da den globale efterspørgsel efter rent vand fortsætter med at vokse, det er afgørende, at vi udvikler omkostningseffektive teknologier til at dekontaminere forurenet vand, "Yin sagde. "Denne opdagelse giver det perfekte katalytiske system til at forbedre en allerede lovende proces med applikationer i industri og kommunal spildevandsrensning."

Titlen på papiret er "Metalsulfider som fremragende co-katalysatorer for H ₂ O ₂ Dekomponering i avancerede oxidationsprocesser." De fælles hovedforfattere er Mingyang Xing, en gæsteforsker i Yins laboratorium, Wenjing Xu, en kandidatstuderende i Yins laboratorium, og Chencheng Dong, en kandidatstuderende i Xings laboratorium. Andre bidragydere er Yaocai Bai og Jingbin Zeng fra UCR, og Yi Zhou og Jinlong Zhang fra East China University of Science and Technology i Shanghai.