Forskare skapar nytt billigt och hållbart material för att minska luft och vattenförorening

The Third Industrial Revolution: A Radical New Sharing Economy (Maj 2019).

Anonim

En ny klass av billiga och hållbara hybridmaterial kan eventuellt förskjuta aktivt kol som det föredragna valet för att minska avloppsvatten och luftföroreningar. Materialet som beskrivs i Frontiers in Chemistry syntetiseras billigt från fast avfall och en naturligt riklig polymer och kan skära ned föroreningar i luft och avloppsvatten med mer framgång än aktivt kol, den nuvarande guldstandardadsorbenten.

"Detta papper visar den enkla syntesen av ett nytt poröst hybridmaterial, erhållet genom att använda lågkostnads- och biproduktmaterial, säger huvudförfattaren, Dr. Elza Bontempi från University of Brescia, Italien. "Materialet utformades på grundval av Europeiska kommissionens begäran att utveckla en prisvärd, hållbar och innovativ designdriven materiallösning som kan minska koncentrationen av partiklar i stadsområden."

Partikelformiga partiklar och vätskedroppar som finns i luften och avges från kraftverk, industri, bilar och bränder - är allestädes närvarande i städer och till och med på landet. Dessutom släpps miljontals ton industriella utsläpp till världens vatten varje år. Både partiklar och organiska färgämnen är mycket giftiga för ekosystem och för mänskligheten.

Aktivt kol är det vanligaste adsorbenten som används för att minska både luft och förorening av avloppsvatten, men är dyrt att producera och regenerera. Utmaningen har varit att hitta ett ekonomiskt alternativ.

I den nya studien kombinerade forskare ett naturligt rikligt råmaterial, natriumalginat (en polysackarid som kan extraheras från tång och alger) med en stor volym industriell biprodukt, kiseldioxidrör (en biprodukt av ferrosilicium eller kiselmetalllegering bearbetning) för att producera ett "grönt" adsorbent som är bättre än aktivt kol.

"Artikeln rapporterar preliminära resultat om det nya materialets förmåga att fånga partiklar, " säger Dr Bontempi. "Det kan också användas för avloppsrening. I synnerhet demonstreras dess förmåga att ersätta aktivt kol."

Syntesmetoden är enkel och lätt att skala upp. Utnyttjande av alginatens gelningsegenskaper kombinerade forskarna det med nedbrytningen av matkvalitetsnatriumbikarbonat (bakpulver) för att konsolidera materialet. Test av föroreningar av avloppsvatten utfördes med användning av metylenblått färgämne som modellförorenande medel. Hybridmaterialet adsorberade och avlägsnade färgen, även vid höga koncentrationer, med 94% effektivitet.

Analyser visade att, jämfört med aktivt kol, förbrukning av hybridmaterialet förbrukades mindre energi ("förkroppsligad energi") samtidigt som det lämnade ett mycket lägre koldioxidavtryck. Materialet demonstrerade också uppmuntrande förmågor för att fånga partiklar i dieselavgaser.

Materialet kan appliceras som en beläggning, som används för sprutning eller borstning, och används för 3D-utskrift. Det betyder att det kan användas för att täcka externa byggytor för att ta bort viss materia samt att utforma vattenfiltreringsenheter.

Denna mångsidighet är ett spännande nytt tillskott till mänsklighetens verktygssats för att minska luft och vattenförorening.

menu
menu