Er is niets nieuws aan de behandeling van water door sorptie van organische oplosmiddelen zoals trichloorethyleen (TCE). Maar een methode vinden die deze verontreinigingen neutraliseert, in plaats van ze gewoon ergens anders heen te schuiven, is geen geringe prestatie. Een team onder leiding van Anna Śrębowata, professor aan het IPC heeft een methode van katalytische waterstofbehandeling verbeterd, dat is, het omzetten van TCE in koolwaterstoffen die minder schadelijk zijn voor het milieu. Dankzij wetenschappers van het IPC PAS, niet alleen het water in onze kranen, maar ook in onze rivieren, kan schoner en veiliger zijn voor de menselijke gezondheid.

Schoon water is een schat, maar ook een hulpbron die steeds schaarser wordt. Verschillende verontreinigingen zijn wijdverbreid, en sommige zijn uiterst moeilijk te verwijderen. Dergelijke verontreinigende stoffen omvatten trichloorethyleen (in Polen bekend als TRI). Dit organische oplosmiddel werd vroeger veel gebruikt in, onder anderen, organische syntheses, chemisch reinigen en voor het industrieel ontvetten van metalen tijdens hun verwerking. Door de negatieve impact het gebruik ervan is sinds 2016 officieel verboden. gezien zijn stabiliteit, het kan nog vele jaren in zowel het water als de bodem blijven, legt MSc. Emil Kowalewski, een lid van het team dat de innovatieve methode heeft ontwikkeld om deze verbinding uit water te verwijderen. Het project maakt deel uit van een wereldwijde trend gericht op de bescherming van watervoorraden. Het onderzoek kan interessant zijn voor afvalwaterzuiveringsinstallaties en een mogelijk startpunt worden voor de ontwikkeling van innovatieve waterbehandelingssystemen. Waarom?

De huidige afvalwaterzuiveringsinstallaties zijn systemen die bestaan ​​uit vele fysieke, chemische en biologische processen, maar ze elimineren effectief voornamelijk conventionele verontreinigende stoffen. Anderen kunnen in het water blijven als hun concentraties hoog genoeg zijn. "In de tussentijd, trichloorethyleen mag helemaal niet in water zitten, omdat het mutageen is, kankerverwekkend, teratogeen...", zegt de wetenschapper, "en wat meer is, extreem langdurig. Het hoopt zich op en blijft op de bodem van reservoirs, en aangezien de oplosbaarheid in water zeer slecht is, het kan nog vele jaren schadelijk blijven."

"Vandaag de dag behandelen we dergelijke verbindingen voornamelijk door het proces van sorptie. op deze manier verplaatsen we alleen de dreiging van de ene plaats naar de andere. Een aantrekkelijke oplossing lijkt katalytische waterstofbehandeling te zijn, d.w.z. het omzetten van de TCE in minder schadelijke koolwaterstoffen. Echter, om het potentieel van deze methode ten volle te benutten, was het nodig om een ​​efficiënte, stabiele en goedkope katalysator, " zegt Dr. Anna Śrębowata, hoogleraar aan het IPC.

"Eerder, we hebben onderzoek gedaan met palladiumkatalysatoren. Ze waren effectief maar duur, " merkt Emil Kowalewski op. De nieuwe nikkelkatalysatoren, ontwikkeld aan de IPC PAS, zorgen voor een goedkope en effectieve methode om het proces van waterbehandeling in stroommodus uit te voeren, en tegelijkertijd zijn ze gemakkelijk te synthetiseren. "Met behulp van een katalysator waarin nikkel nanodeeltjes met een diameter van ongeveer 20 nm worden afgezet op het oppervlak van actieve kool, we combineren de sorptie-eigenschappen van koolstof en de katalytische activiteit van nikkel, " legt Kowalewski uit. In hun onderzoek, de wetenschappers van het IPC PAS toonden ook aan dat nanodeeltjes van nikkel afgezet op actieve kool met een gedeeltelijk geordende structuur een hogere activiteit en stabiliteit vertonen dan een analoge katalysator op basis van een drager met een amorfe structuur

De wetenschappers zijn, echter, het meest trots op het innovatieve element van hun onderzoek:de introductie van de stromingstechnologie in de waterzuivering van TCE. Dankzij dit, de parameters van het proces kunnen worden geoptimaliseerd, de hoeveelheid afval kan worden verminderd, en tegelijkertijd kunnen katalysatoren worden gebruikt die inefficiënt of zelfs ineffectief waren in batchreactoren (d.w.z. waar een specifieke batch product tegelijk wordt behandeld). "Dit was het geval met onze nikkelkatalysator, ", zegt Kowalewski. "Zonder stromingstechnologie, zijn capaciteit om TCE te gebruiken nam in de tijd af, en de katalysator onderging een vergiftiging. In de stromingsreactor zelfs na 25 uur, we zagen geen afname in activiteit, hoewel we onderzoek hebben gedaan naar concentraties die ongeveer 8000 keer hoger zijn dan de Poolse normen voor het gehalte ervan in drinkwater.

Waar kan de innovatieve methode worden toegepast? Vooral in water- en afvalwaterzuiveringsinstallaties. Overal waar we willen dat het water dat de eindgebruiker bereikt schoon is, ongeacht of het een gebruiker van kraanwater is of een vis die in de rivier drijft.

En wat moet er gebeuren met de producten van de waterstofbehandeling van water om trichloorethyleen te verwijderen? "De resulterende verbindingen zijn koolwaterstoffen, voornamelijk ethyleen. Maar het is niet genoeg voor een bananenrijpingsplant, " glimlacht de wetenschapper half grappend. "Het zal gewoon ontsnappen..."