21.09.2021 - National Research Council of Science & Technology (NST)

Avances en la depuración del agua

Utilización de derivados de NOX radicalizados soportados en óxidos metálicos

Los NOX (X=1 o 2) emitidos por fuentes estacionarias/móviles se consideran convencionalmente como precursores antropogénicos notorios de las partículas ultrafinas (PM2,5) porque los NOX pueden sufrir una serie de etapas de transformación fotoquímica asistida por el SO2 para evolucionar finalmente a las PM2,5 que funcionan como contaminantes atmosféricos. Recientemente, un grupo de investigación de Corea del Sur rectifica la noción general de NOX (vide supra) proponiendo un medio interesante para explotar el NOX de forma creativa.

El Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST) ha anunciado que un grupo de investigación del KIST, cuyos investigadores principales son el Dr. Jongsik Kim y el Dr. Heon Phil Ha, ha colaborado con un equipo de investigación dirigido por el profesor Keunhong Jeong en la Academia Militar de Corea (KMA) para injertar especies de NO3- en un óxido metálico a través de la fusión química entre NOX y O2 bajo una energía térmica baja (≤ 150 °C). Las especies de NO3- soportadas resultantes pueden entonces radicalizarse para generar análogos de NO3- que sirven como degradadores de sustancias orgánicas refractarias presentes en un agua residual.

Los compuestos acuosos recalcitrantes, incluidos los fenólicos y el bisfenol A, suelen eliminarse de las matrices de agua mediante la sedimentación con el uso de coagulantes o mediante la degradación en H2O y COY (Y=1 o 2) con la inyección de lanzaderas de OH como H2O2, O3, etc. Sin embargo, estos métodos requieren etapas adicionales para recuperar los coagulantes o sufren de una corta vida útil y/o de inestabilidades químicas innatas al -OH, H2O2 y O3, lo que limita en gran medida la sostenibilidad de los procesos de purificación de H2O que se comercializan actualmente.

Como sustituto del -OH, el NO3- puede ser especialmente atractivo debido a su mayor vida útil y/o a su mayor potencial de oxidación en comparación con el -OH, el -OOHo el O2--, por lo que se prevé que mejore la eficacia en la degradación de los contaminantes acuosos con respecto a los otros radicales mencionados anteriormente. Sin embargo, la producción de NO3- no es trivial y tiene un montón de limitaciones, como la necesidad de electrones altamente energizados en presencia de un elemento radiactivo o de entornos altamente ácidos.

El Dr. Kim y sus colaboradores hacen viable, bajo un agua residual que incluye H2O2 y óxido de manganeso funcionalizado con NO3-, que las especies superficiales de manganeso (Mn2+/Mn3+) activen inicialmente el H2O2 para la formación de -OH, mientras que el -OHactiva posteriormente la funcionalidad del NO3- para su transición a NO3- (lo que se denota como -OH→ NO3-), todo lo cual se pone de manifiesto mediante técnicas de cálculo del funcional de la densidad (DFT) junto con un montón de experimentos de control.

Se demostró que las especies de NO3- resultantes multiplican por cinco o por siete la eficacia de la degradación de las aguas residuales textiles en comparación con las proporcionadas por los radicales convencionales(-OH/-OOH/O2--). Cabe destacar que el catalizador (óxido de manganeso funcionalizado con NO3) descubierto aquí es un 30% más barato que un catalizador comercial tradicional (sal de hierro) y se puede producir en masa. Además, el catalizador es reutilizable diez veces o más. Esto contrasta con un catalizador tradicional que sólo garantiza su utilización una vez en la descomposición de contaminantes acuosos mediante la escisión homogénea de H2O2(generación de-OH).

El Dr. Kim señala que "la tecnología -OH→ NO3- ha sido patentada y vendida a una empresa nacional (SAMSUNG BLUETECH). Dados los numerosos méritos que aporta el catalizador modificado con funcionalidades de NO3-, básicamente esperamos instalar el catalizador en una unidad de tratamiento de aguas residuales tan pronto."

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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