Grafisk bild av forskningen. Kredit:Korea Institute of Science and Technology (KIST)
NEJ X (X =1 eller 2) som sänds ut från brevpapper/mobila källor anses konventionellt vara ökända, antropogena prekursorer för ultrafina partiklar (PM2.5) eftersom NO X kan genomgå en serie SO 2 -stödda fotokemiska transformativa steg för att äntligen utveckla PM2.5 som fungerar som en luftförorening. Nyligen, en forskargrupp i Sydkorea rättar till den allmänna uppfattningen om NO X (se ovan) genom att föreslå ett intressant sätt att utnyttja NO X på kreativt sätt.
Korea Institute of Science and Technology (KIST) har meddelat att en KIST-forskningsgrupp med huvudutredare av Dr Jongsik Kim och Dr Heon Phil Ha har samarbetat med en forskargrupp ledd av Prof. Keunhong Jeong i Korea Military Academy ( KMA) för att ympa NO 3 - arter på en metalloxid via kemisk fusion mellan NO X och O 2 under låg termisk energi (≤ 150 °C). Det resulterande stödde NO 3 - arter kan sedan radikaliseras för att generera NO 3 • analoger som fungerar som nedbrytare av eldfasta organiska ämnen som finns i ett avloppsvatten.
Vattenhaltiga rekalcitrerande föreningar inklusive fenol och bisfenol A elimineras vanligtvis från vattenmatriser via sedimentation med användning av koagulanter eller genom nedbrytning till H 2 O och CO Y (Y=1 eller 2) med injektion av OH-skyttlar som H 2 O 2 , O 3 , etc. Emellertid, dessa metoder kräver ytterligare steg för att återvinna koagulanter eller lider av korta livslängder och/eller kemiska instabiliteter medfödda • ÅH, H 2 O 2 , och O 3 , vilket kraftigt begränsar hållbarheten för H 2 O-reningsprocesser kommersialiseras för närvarande.
Som ett substitut för • ÅH, NEJ 3 • kan vara särskilt tilltalande på grund av dess längre livslängd och/eller större oxidationspotential i jämförelse med • ÅH, • ÅH, eller O 2 •- , därigenom förutsägs förbättra effektiviteten vid nedbrytning av vattenhaltiga föroreningar jämfört med de andra radikalerna angivna ovan. Ändå, NEJ 3 • produktionen är inte trivial och har ett gäng begränsningar som behovet av mycket energiska elektroner i närvaro av ett radioaktivt element eller mycket sura miljöer.
Dr. Kim och kollegor gör det lönsamt under ett avloppsvatten inklusive H 2 O 2 och nej 3 - -funktionaliserad manganoxid som yt manganarter (Mn 2+ /Mn 3+ ) aktivera först H 2 O 2 för bildandet av • ÅH, medan • OH aktiverar därefter NO 3 - funktionalitet för dess övergång till NO 3 • (betecknas som • OH → NEJ 3 • ), som alla bevisas av densitetsfunktionella beräkningstekniker (DFT) tillsammans med ett gäng kontrollexperiment.
Schematisk representation av (A)H2O2 klyvningscykel på yt-Mnn+-arter (n=2 eller 3) och radikalöverföring från ytobunden OH-radikal till NO2-radikal eller NO3-radikalarter uppburna på α-/β-/γ-MnO2-ytor (NO2 radikal SUP eller NO3 radikal SUP), vilket leder till produktion av stödd NO2-radikal (NO2-radikal SUP i B) som används för att bryta ned vattenhaltiga föroreningar. Illustration av porösa arkitekturer för α-MnO2 (D). Kredit:Korea Institute of Science and Technology (KIST)
Det resulterande NEJ 3 • arter visades eskalera nedbrytningseffektiviteten hos textilt avloppsvatten med fem eller sju gånger jämfört med de som tillhandahålls av konventionella radikaler ( • ÅH/ • OOH/O 2 •- ). Av betydelse, katalysatorn (NO 3 - -funktionaliserad manganoxid) som upptäckts häri är ~30 % billigare än en traditionell kommersiell katalysator (järnsalt) och är massproducerbar. Av ytterligare betydelse, katalysatorn är återanvändbar tio gånger eller mer. Detta i motsats till en traditionell katalysator som endast garanterar engångsanvändning vid nedbrytning av vattenhaltiga föroreningar via homogent H 2 O 2 klyvning ( • OH generation).
Dr. Kim anmärker att "The • ÅH → NEJ 3 • tekniken har patenterats och sålts till ett inhemskt företag (SAMSUNG BLUETECH). Givet en mängd fördelar som ges av katalysatorn modifierad med NO 3 - funktioner, Vi förväntar oss i princip att installera katalysatorn i en reningsenhet för avloppsvatten så snart."
Forskningen publicerades i JACS Au .
