science >> Wetenschap >  >> Chemie

Direct oxidatief overdrachtsproces draagt ​​bij aan waterzuivering

Productanalyses van het modelreactiesysteem (Co3 O4 /PMS/PhOH). een STEM-, HAADF- en EDS-elementaire afbeeldingsafbeelding van de Co3 O4 na de reactie. b TGA-curven van de ongerepte en gereageerde Co3 O4 in de lucht (O2 ). Het massaverlies van 20% voor de gereageerde Co3 O4 was gelijk aan de initiële concentratieverhouding van [PhOH] tot [PhOH] + [Co3 O4 ], wat aangeeft dat de verontreinigende moleculen volledig zijn overgebracht naar het katalysatoroppervlak. c 3D-FTIR-spectra van de gasproducten gedetecteerd uit TGA van het gereageerde Co3 O4 in b. De ontledingstemperatuur (gecentreerd rond 300 °C) in lucht (O2 ) en het gasproduct (CO2 ) zijn kenmerkend voor polymeren. d, e XPS-spectra (d) en FTIR-spectra (e) van de ongerepte en gereageerde Co3 O4 . De signaalintensiteiten in de XPS-spectra van de ongerepte en gereageerde Co3 O4 werden genormaliseerd door die van Co2p . Krediet:Natuurcommunicatie (2022). DOI:10.1038/s41467-022-30560-9

Een onderzoeksteam onder leiding van Prof. Yu Hanqing van de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China (USTC) van de Chinese Academie van Wetenschappen, in samenwerking met Prof. Menachem Elimelech van de Yale University, ontwikkelde een nieuwe technologie voor waterzuivering, het directe oxidatieve overdrachtsproces (DOTP). Het onderzoek is gepubliceerd in Nature Communications .

Eerdere onderzoeken toonden aan dat de verwijdering van organische verontreinigende stoffen uit water afhankelijk is van een geavanceerd oxidatieproces (AOP), dat externe energie of chemische input vereist. Er werd echter ontdekt dat het elektronenequivalent dat vrijkwam door de verontreinigende stoffen veel hoger was dan het door oxidatiemiddel verbruikte elektronenequivalent, wat niet kon worden verklaard door AOP.

Onderzoekers verduidelijkten dat DOTP, fundamenteel anders dan AOP, het heterogene oxidatieve systeem domineerde. In DOPT vond een directe redoxreactie plaats tussen verontreinigende stoffen en oxidatiemiddelen op het katalysatoroppervlak. De gevormde producten werden gestabiliseerd en ondergingen spontaan oppervlaktepolymerisatie of koppelingsreactie. Als gevolg daarvan hopen zich producten op op het katalysatoroppervlak, wat bijdraagt ​​aan de effectieve verwijdering van waterverontreinigende stoffen.

Uit het onderzoek blijkt dat de heterogene katalysator een belangrijke rol speelt bij de activering, stabilisatie en accumulatie van reactanten of producten. Bovendien heeft het een laag verbruik van oxidatiemiddelen, een hoog accumulerend vermogen van verontreinigende stoffen en nul giftige bijproducten. Daarom wordt verwacht dat DOTP verdere toepassingen zal vinden in de beheersing van waterverontreiniging en afvalwaterzuivering. + Verder verkennen

Op weg naar platina:een niet-giftige katalysator voor schoon, herbruikbaar water