Ett sätt att ta bort skadligt nitrat från dricksvatten är att katalysera dess omvandling till kväve. Denna process lider av nackdelen att den ofta producerar ammoniak. Genom att använda palladiumnanopartiklar som katalysator, och genom att noggrant kontrollera deras storlek, denna nackdel kan delvis elimineras. Det var forskning utförd av Yingnan Zhao från University of Twentes MESA+ Institute for Nanotechnology som ledde till denna upptäckt.
På grund av överdriven användning av gödningsmedel, vårt grundvatten är förorenat med nitrater, som utgör ett problem om de kommer in i vattenledningen. Nivåerna har sjunkit avsevärt de senaste åren, som ett resultat av olika europeiska direktiv. Dessutom, programmet Integrated Approach to Nitrogen lanserades i olika holländska naturreservat i början av januari. Att ta itu med problemet vid källan är en sak, men det kommer fortfarande att vara nödvändigt att behandla vattenförsörjningen. Även om detta kan uppnås genom biologisk omvandling (med hjälp av bakterier för att omvandla nitratet till kvävgas), detta är en långsam process. Att använda palladium för att katalysera omvandlingen av nitrat till kväve påskyndar processen enormt. Dock, denna reaktion lider av nackdelen att den producerar en skadlig biprodukt – ammoniak.
Exponerad yta
Mängden ammoniak som produceras verkar bero på den metod som används för att framställa palladium och på katalysatorns fysikaliska struktur. Yingnan Zhao bestämde sig för att använda nanometerstora kolloidala palladiumpartiklar, eftersom deras dimensioner lätt kan kontrolleras. Dessa partiklar är fixerade på en yta, så att de inte hamnar i vattenledningen. Dock, det är viktigt att stoppa dem att klumpa ihop sig, så stabilisatorer såsom polyvinylalkohol tillsätts. Tyvärr, dessa stabilisatorer tenderar att skydda ytan på palladiumpartiklarna, vilket minskar deras effektivitet som katalysator. Genom att införa ytterligare behandlingar, Yingnan Zhao har lyckats exponera den katalytiska ytan helt igen eller manipulera den på ett kontrollerat sätt. Detta har resulterat i palladiumnanopartiklar som kan katalysera omvandlingen till kväve, samtidigt som den producerar mycket lite ammoniak. Detta har lett till den fortsatta utvecklingen av katalytisk vattenbehandling (i kompakta enheter för hemmabruk, till exempel) ett steg närmare.
Yingnan Zhao, vem är från Heze, Shandong, Kina, genomförde sin forskning i prof. Leon Lefferts grupp för katalytiska processer och material. Han försvarade sin avhandling, som har titeln "Kolloidala nanopartiklar som katalysatorer och katalysatorprekursorer för nitrithydrering" torsdagen den 15 januari.
