Forskare vid University of California, Riverside har upptäckt en metod för att dramatiskt förbättra hur föroreningar tas bort från avloppsvatten med hjälp av avancerade oxidationsprocesser (AOP).

AOP är en grupp kemiska behandlingsprocesser som använder oxidation för att avlägsna organiska material från vatten. Reaktionerna utförs av hydroxylradikaler (·OH) skapade genom nedbrytning av väteperoxid, ett kraftfullt oxidationsmedel som används i både hushåll och industri.

AOP-tekniker är ett tilltalande sätt att återvinna förorenat avloppsvatten, eftersom slutprodukterna av väteperoxidnedbrytningen är vatten och syre. I verkligheten, fastän, reaktionen är långsam, ineffektiv och kräver stora mängder av både väteperoxid och järn (Fe ²⁺ , ett tvåvärt järnjon) salt - som fungerar som katalysator. Som katalysator, järnet bör förbli kemiskt oförändrat i slutet av oxidationsreaktionen. Dock, så är inte fallet, orsakar bildandet av ett järnhaltigt slam som sedan måste behandlas som en sekundär förorening.

Nu, Yadong Yin, professor i kemi vid UCR's College of Natural and Agricultural Sciences, och kollegor har visat att tillsats i blandningen av en annan förening-kallad en samkatalysator-dramatiskt kan förbättra reaktionens hastighet och effektivitet. Samkatalysatorns verkan minskar mängden väteperoxid och järnhaltig katalysator som behövs och hjälper till att förhindra bildning av slammet. Resultaten publiceras idag i tidningen Chem .

Yin sa att samkatalysatorn, en pulveriserad metallsulfid, är ett billigt sätt att påskynda reaktionen genom att hjälpa järnkatalysatorn att göra ett bättre jobb och bestå i sin ursprungliga form, snarare än att bilda det oanvändbara, slammig biprodukt.

Yin, en expert på att skapa nanomaterial, arbetar nu för att skapa mindre metallsulfidpartiklar med större yta för att ytterligare öka samkatalysatorns prestanda.

"I takt med att den globala efterfrågan på rent vatten fortsätter att öka, det är avgörande att vi utvecklar kostnadseffektiv teknik för att sanera förorenat vatten, "Yin sa. "Denna upptäckt ger det perfekta katalytiska systemet för att förbättra en redan lovande process med tillämpningar inom industri och kommunal avloppsrening."

Titeln på uppsatsen är "Metal Sulfides as Excellent Co-catalysts for H ₂ O ₂ Nedbrytning i avancerade oxidationsprocesser." De gemensamma huvudförfattarna är Mingyang Xing, en gästforskare i Yins labb, Wenjing Xu, en doktorand i Yins laboratorium, och Chencheng Dong, en doktorand i Xings labb. Andra bidragsgivare är Yaocai Bai och Jingbin Zeng från UCR, och Yi Zhou och Jinlong Zhang från East China University of Science and Technology i Shanghai.