Kredit:CC0 Public Domain
Forskare från Swansea University har utvecklat en ny miljövänlig metod för att ta bort giftiga kemikalier från vatten.
En nyuppfunnen maskin, kallas Matrix Assembly Cluster Source (MACS), har använts för att designa en banbrytande vattenbehandlingsmetod med ett lösningsmedelsfritt tillvägagångssätt.
Forskningen, från Institutet för innovativa material, Processing and Numerical Technologies (IMPACT) inom College of Engineering vid Swansea University, finansierades av EPSRC och leddes av professor Richard Palmer.
Professor Richard Palmer förklarar, "De skadliga organiska molekylerna förstörs av ett kraftfullt oxidationsmedel, ozon, som förstärks av en katalysator. Vanligtvis tillverkas sådana katalysatorer med kemiska metoder med lösningsmedel, vilket skapar ett annat problem – hur ska man hantera avloppsvattnet från tillverkningsprocessen?
"Swansea-innovationen är en nyuppfunnen maskin som tillverkar katalysatorn med fysikaliska metoder, utan lösningsmedel, och därför inget avloppsvatten. Den nya tekniken är en stegvis förändring i inställningen till vattenbehandling och andra katalytiska processer."
Professor Palmer fortsätter, "Vår nya metod för att tillverka katalysatorer för vattenbehandlingar använder en fysikalisk process som är vakuumbaserad och lösningsmedelsfri metod. Katalysatorpartiklarna är kluster av silveratomer, tillverkad med den nyuppfunna MACS-maskinen.
Matrix Assembly Cluster Source, en nyuppfunnen maskin som har använts av Swansea Universitys forskare för att designa en banbrytande vattenbehandlingsmetod med ett lösningsmedelsfritt tillvägagångssätt. Kredit:IMPACT/Swansea University
Det löser det långvariga problemet med låg klusterproduktionshastighet – dvs. för första gången, det är nu möjligt att producera tillräckligt många kluster för studier på provrörsnivå, med potential att sedan skala upp ytterligare till nivån för små serietillverkning och längre."
Klustren är cirka 10, 000 gånger mindre än bredden på ett människohår och har varit av stort intresse för forskare på grund av deras unika egenskaper. Dock, på grund av den otillräckliga takten i klusterproduktionen, forskning på detta område har varit begränsad.
Den nya MACS-metoden har ändrat detta – den skalar upp intensiteten på klusterstrålen för att producera tillräckligt med gram klusterpulver för praktiska tester. Tillsatsen av ozon till pulvret förstör sedan förorenande kemikalier från vatten, i detta fall nitrofenol.
Om den framtida potentialen för denna banbrytande teknik, Professor Palmer sammanfattar, "MACS-metoden för design av funktionella material i nanoskala öppnar helt nya horisonter inom ett brett spektrum av discipliner - från fysik och kemi till biologi och ingenjörskonst. den har kraften att möjliggöra radikala framsteg inom avancerad teknik – katalysatorer, biosensorer, material för generering och lagring av förnybar energi.
"Det verkar mycket lämpligt att den första praktiska demonstrationen av Swanseas miljövänliga tillverkningsprocess handlar om något vi alla är oroade över – rent vatten!"
