Researchers improve catalyst that destroys 'forever chemicals' with sunlight
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Researchers improve catalyst that destroys 'forever chemicals' with sunlight
by Jade Boyd, Rice University
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Les chercheurs améliorent un catalyseur qui détruit les «produits chimiques pour toujours» avec la lumière du soleil
par Jade Boyd, Université Rice
Illustration montrant comment un matériau composite contenant des feuilles de nitrure de bore (réseau de boules bleues et argentées) et des nanoparticules de dioxyde de titane (sphères grises) utilise l'énergie ultraviolette à ondes longues dans la lumière du soleil pour photocatalyser la décomposition de l'APFO en dioxyde de carbone, fluor et minéraux. Crédit : M.S. Université Wong/Rice
Les ingénieurs chimistes de l'Université Rice ont amélioré leur conception d'un catalyseur à énergie lumineuse qui décompose rapidement l'APFO, l'un des polluants « toujours chimiques » les plus problématiques au monde.
Michael Wong et ses étudiants ont fait la découverte surprenante en 2020 que le nitrure de bore, une poudre disponible dans le commerce et couramment utilisée dans les cosmétiques, pouvait détruire 99 % de l'APFO, ou acide perfluorooctanoïque, dans des échantillons d'eau en quelques heures seulement lorsqu'il était exposé aux ultraviolets lumière avec une longueur d'onde de 254 nanomètres.
"C'était formidable parce que l'APFO est un polluant de plus en plus problématique qui est vraiment difficile à détruire", a déclaré Wong, auteur correspondant d'une étude sur le catalyseur repensé dans Chemical Engineering Journal. "Mais c'était aussi loin d'être idéal car le nitrure de bore était activé par les UV à ondes courtes et l'atmosphère filtre presque tous les UV à ondes courtes de la lumière du soleil. Nous voulions pousser autant que possible la capacité du nitrure de bore à accéder à l'énergie. d'autres longueurs d'onde de la lumière du soleil."
Les UV à ondes longues, ou UV-A, ont des longueurs d'onde allant d'environ 315 à 400 nanomètres. C'est ce qui cause le bronzage et les coups de soleil, et c'est abondant dans la lumière du soleil qui atteint la Terre. Le nitrure de bore est un semi-conducteur, et il n'est pas activé par les UV-A. Le dioxyde de titane, un ingrédient courant dans les écrans solaires, est un semi-conducteur activé par les UV-A, et il a même été démontré qu'il catalyse la dégradation de l'APFO, bien que très lentement, lorsqu'il est exposé aux UV-A.
So Wong et les co-auteurs principaux de l'étude Bo Wang, Lijie Duan et Kimberly Heck ont décidé de créer un composite de nitrure de bore et de dioxyde de titane qui marie les meilleures caractéristiques des catalyseurs individuels. Dans leur nouvelle étude, ils ont montré que les composites alimentés par UV-A détruisaient l'APFO environ 15 fois plus rapidement que les photocatalyseurs au dioxyde de titane ordinaire.
Structure moléculaire de l'acide perfluorooctanoïque, ou PFOA, l'un des polluants « toujours chimiques » les plus répandus au monde. Crédit : Université Rice
En analysant les mesures de réponse photocourant et d'autres données, l'équipe de Wong a appris comment son composite semi-conducteur récoltait l'énergie UV-A pour briser les molécules d'APFO dans l'eau. Lors d'expériences en plein air utilisant des bouteilles d'eau en plastique sous la lumière naturelle du soleil, ils ont découvert que les composites de nitrure de bore et de dioxyde de titane pouvaient dégrader environ 99% de l'APFO dans l'eau déionisée en moins de trois heures. Dans l'eau salée, ce processus a pris environ neuf heures.
De plus en plus de preuves suggèrent que l'APFO est nocif pour la santé humaine. Certains États américains ont fixé des limites à la contamination par l'APFO dans l'eau potable et, en mars 2021, l'Environmental Protection Agency a annoncé son intention d'élaborer des normes fédérales.
La pression réglementaire croissante pour établir des normes sur l'APFO pousse les usines de traitement de l'eau à rechercher de nouveaux moyens rentables d'éliminer l'APFO de l'eau, a déclaré Wong.
L'APFO est l'un des PFAS (substances perfluoroalkyles et polyfluoroalkyles) les plus répandus, une famille de composés développés au XXe siècle pour fabriquer des revêtements pour vêtements imperméables, emballages alimentaires et autres produits. Les PFAS ont été surnommés pour toujours des produits chimiques car ils ne se dégradent pas facilement et ont tendance à persister dans l'environnement. Wong a déclaré que son équipe évaluait l'efficacité de son photocatalyseur composite pour décomposer d'autres PFAS.
Il a déclaré que les technologies de nitrure de bore et de catalyseur composite ont déjà attiré l'attention de plusieurs partenaires industriels du Centre de recherche en ingénierie des nanosystèmes à base de riz pour le traitement de l'eau par nanotechnologie (NEWT), qui est financé par la National Science Foundation pour développer l'eau hors réseau. systèmes de traitement.
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COMMENTAIRES
I y a une double astuce : utiliser les UV solaires restés aprés traversée de l atmosphère et trouver le mélage catalytique pour es utiliser
BRAVO !
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