Brug af radikaliserede NOₓ-derivater understøttet på metaloxider

INGEN _x (X=1 eller 2), der udsendes fra papirvarer/mobilkilder, anses traditionelt for at være berygtede, menneskeskabte forstadier til ultrafine partikler (PM2,5) fordi NO _x kan gennemgå en række SO ₂ -assisteret fotokemiske transformative stadier for endelig at udvikle PM2.5, der fungerer som en luftforurenende stof. For nylig, en forskergruppe i Sydkorea retter op på den generelle opfattelse af NO _x (vide supra) ved at foreslå et interessant middel til at udnytte NO _x på kreativ vis.

Korea Institute of Science and Technology (KIST) har annonceret, at en KIST-forskningsgruppe med hovedforskere af Dr. Jongsik Kim og Dr. Heon Phil Ha har samarbejdet med et forskerhold ledet af prof. Keunhong Jeong i Korea Military Academy ( KMA) for at pode NO ₃ ^- arter på et metaloxid via kemisk fusion mellem NO _x og O ₂ under en lav termisk energi (≤ 150 °C). Det resulterende understøttede NEJ ₃ ^- arter kan derefter radikaliseres til at generere NO ₃ ^• analoger, der tjener som nedbrydere af ildfaste organiske stoffer til stede i et spildevand.

Vandige genstridige forbindelser, herunder phenoler og bisphenol A, elimineres typisk fra vandmatricer via sedimentering ved brug af koagulanter eller via nedbrydning til H ₂ O og CO _Y (Y=1 eller 2) med indsprøjtning af OH-shuttles såsom H ₂ O ₂ , O ₃ , osv. Dog disse metoder kræver yderligere stadier for at genvinde koagulanter eller lider af korte levetider og/eller kemiske ustabiliteter medfødt ^• Åh, H ₂ O ₂ , og O ₃ , dermed alvorligt begrænse bæredygtigheden af ​​H ₂ O-rensningsprocesser, der i øjeblikket kommercialiseres.

Som erstatning for ^• Åh, INGEN ₃ ^• kan være særligt tiltalende på grund af dens længere levetid og/eller større oxidationspotentiale i forhold til ^• Åh, ^• Åh, eller O ₂ ^•- , derved forudsiges at forbedre effektiviteten ved nedbrydning af vandige forurenende stoffer i forhold til de andre radikaler nævnt ovenfor. Alligevel, INGEN ₃ ^• produktionen er ikke triviel og har en masse begrænsninger som f.eks. behovet for elektroner med høj energi i nærvær af et radioaktivt grundstof eller meget sure miljøer.

Dr. Kim og kolleger gør det levedygtigt under et spildevand, herunder H ₂ O ₂ og nej ₃ ^- -funktionaliseret manganoxid, der overflader manganarter (Mn ²⁺ /Mn ³⁺ ) aktiverer først H ₂ O ₂ til dannelse af ^• Åh, hvorimod ^• OH aktiverer efterfølgende NO ₃ ^- funktionalitet for dens overgang til NO ₃ ^• (betegnet som ^• ÅH → NEJ ₃ ^• ), som alle er bevist af tæthedsfunktionel beregning (DFT) teknikker sammen med en masse kontroleksperimenter.

Det resulterende NEJ ₃ ^• arter blev påvist at eskalere nedbrydningseffektiviteten af ​​tekstilspildevand med fem eller syv gange sammenlignet med dem, der leveres af konventionelle radikaler ( ^• Åh/ ^• OOH/O ₂ ^•- ). Af betydning, katalysatoren (NO ₃ ^- -funktionaliseret manganoxid) opdaget heri er ~30 % billigere end en traditionel kommerciel katalysator (jernsalt) og er masseproducerbar. Af yderligere betydning, katalysatoren kan genbruges ti gange eller mere. Dette er i modsætning til en traditionel katalysator, der kun garanterer engangsanvendelse til nedbrydning af vandige forurenende stoffer via homogent H ₂ O ₂ splittelse ( ^• OH generation).

Dr. Kim bemærker, at "The ^• ÅH → NEJ ₃ ^• teknologi er blevet patenteret og solgt til en indenlandsk virksomhed (SAMSUNG BLUETECH). Givet en masse fordele bibragt af katalysatoren modificeret med NO ₃ ^- funktionaliteter, vi forventer som udgangspunkt at installere katalysatoren i en spildevandsbehandlingsenhed så hurtigt."

Forskningen blev offentliggjort i JACS Au .