Het element chroom, ondanks verschillende toepassingen, heeft een slechte reputatie. Dit komt omdat blootstelling aan chroomverbindingen leidt tot een hoger risico op ademhalingskanker en andere schadelijke effecten op de menselijke gezondheid. Om aan dit probleem toe te voegen, chroom is ook een belangrijke oorzaak van watervervuiling vanwege de aanwezigheid ervan in industrieel afval.

Er is, echter, een zilveren randje. Zoals chemici hebben waargenomen, de toxiciteit van chroom is afhankelijk van de valentietoestand (een toestand die wordt bepaald door het aantal elektronen in de buitenste schil van een atoom). Van de twee stabiele toestanden die chroom vertoont, zeswaardig chroom of Cr(VI) en driewaardig chroom Cr(III), de eerste is giftiger en oplosbaarder. Dus, chroomverontreiniging kan worden beperkt door eenvoudig Cr(VI) om te zetten in Cr(III) via een proces dat reductie wordt genoemd. Helaas, de meeste benaderingen die betrokken zijn bij het reduceren van Cr(VI) tot Cr(III) zijn ofwel duur en gevaarlijk of hebben hoge energie-eisen.

Hiertoe, onderzoekers hebben zich gericht op de ontwikkeling van fotokatalysatoren, materialen die de vermindering van schadelijke stoffen in aanwezigheid van licht kunnen vergemakkelijken. De truc is om zo'n reactie te ontwikkelen met water als oplosmiddel (in tegenstelling tot eerder gebruikte organische oplosmiddelen), zodat ze direct kunnen worden gebruikt voor de behandeling van afvalwater.

Een team van onderzoekers, onder leiding van Prof Takashiro Akitsu van de Tokyo University of Science, heeft dit met succes gedaan, in een recente studie gepubliceerd in Nieuw tijdschrift voor chemie . Het team omvatte ook Yoshito Miyagawa, Tomoyuki Haraguchi (Tokyo University of Science, Japan), Arshak Tsatsuryan (Universiteit van Turijn, Italië, en Zuidelijke Federale Universiteit, Rusland), en Igor Shcherbakov (Zuidelijke Federale Universiteit, Rusland). Prof Akitsu legt uit, "In onze studie we ontwikkelden een methode om Cr(VI) te verminderen via bestraling met licht. We hebben het vervolgens op een waterig oplosmiddel aangebracht om het aanbrengen te vergemakkelijken."

In hun studie hebben het team synthetiseerde koper (Cu(II))-complexen uit een reeks organische verbindingen. Door verdere analyses, ze bevestigden dat deze complexen, samen met een fotokatalysator genaamd titaniumoxide (TiO ₂ ), zijn betrokken bij een fotochemische reactie die leidt tot de reductie van Cr(VI) in zowel methanol als water. specifiek, de groep bestudeerde hoe de fotokatalytische activiteit van het Cu(II)-complex in methanol afhing van de golflengte van invallend licht, terwijl die van het Cu(II)-complex met TiO ₂ in waterige oplossing afhankelijk van de pH van de oplossing.

Uit de bevindingen bleek dat, aan de ene kant, de snelheid van Cr(VI)-reductie in de fotochemische reactie van Cu(II)-methanol is maximaal voor zichtbaar licht in het golflengtebereik van 460-495 nm. Anderzijds, Cr(VI)-reductie door het Cu(II)-TiO ₂ systeem onder UV-licht bleek af te hangen van de pH-waarde van de waterige oplossing, met hoge reductie-efficiëntie voor zure oplossingen met pH-waarden <6. Verdere elektrochemische experimenten toonden aan dat de fotokatalysatoren herbruikbaar waren, met vermelding van hun potentiële toepasbaarheid in milieuregelgeving.

De studie is veelbelovend voor de ontwikkeling van een nieuwe afvalwaterzuiveringsprocedure die zowel kosteneffectief als efficiënt is. Zoals Prof Akitsu het stelt, "Dit is de eerste studie die de reductie van het giftige Cr(VI) in het relatief onschadelijke Cr(III) in een waterig oplosmiddel laat zien, wat directe gevolgen heeft voor het verminderen van waterverontreiniging."

Met een dergelijke technologie op zijn plaats, we kunnen zeker hopen de nadelige effecten van industrieel afval op waterlichamen te keren.