En grønnere måde at rense spildevandsbehandlingsfiltre på

Membranfiltre kræver ikke meget energi til at rense vand, hvilket gør dem populære til spildevandsrensning. For at holde disse materialer i tip-top stand, rengøres de almindeligvis med store mængder stærke kemikalier, men nogle af disse midler ødelægger membranerne i processen. Nu rapporterer forskere i ACS Applied Materials &Interfaces har udviklet genanvendelige nanopartikelkatalysatorer, der inkorporerer glukose for effektivt at nedbryde forurenende stoffer inde i disse filtre uden at beskadige dem.

Typisk er snavsede spildevandsfiltre ikke tilstoppede med stærke syrer, baser eller oxidanter. Klorholdige oxidanter som blegemiddel kan nedbryde det mest genstridige organiske affald. Men de beskadiger også polyamidmembraner, som er i de fleste kommercielle nanofiltreringssystemer, og de producerer giftige biprodukter. Et mildere alternativ til blegemiddel er hydrogenperoxid, men det nedbryder forurenende stoffer langsomt.

Tidligere har forskere kombineret hydrogenperoxid med jernoxid for at danne hydroxylradikaler, der forbedrer hydrogenperoxids effektivitet i en proces kendt som Fenton-reaktionen. Men for at Fenton-reaktionen kan rense filtre, er der behov for ekstra brintoverilte og syre, hvilket øger de økonomiske og miljømæssige omkostninger. En måde at undgå disse yderligere kemikalier på er at bruge enzymet glucoseoxidase, som samtidig danner hydrogenperoxid og gluconsyre ud fra glucose og oxygen. Så Jianquan Luo og kolleger ønskede at kombinere glucoseoxidase og jernoxidnanopartikler til et system, der katalyserer den Fenton-baserede nedbrydning af forurenende stoffer, hvilket skaber et effektivt og delikat rensesystem til membranfiltre.

Først sammenlignede forskerne fjernelsen af ​​organiske forurenende stoffer fra polyamidfiltre ved hjælp af glucoseoxidase-enzymet og jernoxidnanopartikler med andre rengøringsmetoder, herunder den traditionelle Fenton-reaktion. De fandt, at denne tilgang var overlegen til at nedbryde de almindelige forurenende stoffer bisphenol A og methylenblåt, samtidig med at den bevarede mere af membranstrukturen.

Opmuntret af deres første resultater kombinerede holdet glucoseoxidase og jernoxid til en enkelt nanopartikel, der forbinder dem med en aminobro.

Til sidst testede de den nye nanopartikels evne til at rense methylenblåt-gennemblødte nanofiltreringsmembraner, som de tilsmudsede og rensede i tre cyklusser. Efter hver rensecyklus blev nanopartiklerne hentet med en magnet og genbrugt med frisk glukose for at aktivere katalysatoren. Nanopartiklerne var yderst effektive til at rense membranerne og bragte dem tilbage til 94 % af deres oprindelige vandfiltreringskapacitet. Fordi nanopartiklerne ikke kræver stærke kemikalier og let kan genvindes, siger forskerne, at deres nye system er en "grønnere" og mere omkostningseffektiv tilgang til rengøring af nanofiltreringsmembraner. + Udforsk yderligere

Hvidere tænder, uden forbrændingen