Polychloordibenzo-p-dioxinen en dibenzofuranen zijn gevaarlijke verontreinigende stoffen vanwege hun kankerverwekkendheid en persistentie in het milieu. Traditionele katalytische oxidatiemethoden voor de verwijdering ervan worden geconfronteerd met uitdagingen zoals hoge kosten en inefficiëntie bij lagere temperaturen.

Onderzoek heeft aangetoond dat het gebruik van koolstofmaterialen, zoals koolstofnanobuisjes en actieve koolstoffen, de katalytische prestaties verbetert door de adsorptie en distributie van actieve plaatsen te verbeteren. De toepassing ervan wordt echter beperkt door kosten en onderhoudsproblemen. N-gedoteerde koolstofmaterialen, afgeleid van biomassa, bieden een veelbelovend alternatief met hun grote oppervlakte en porositeit, waardoor de operationele temperaturen mogelijk worden verlaagd en de efficiëntie wordt verhoogd.

In een nieuwe studie gepubliceerd in Waste Disposal &Sustainable Energy introduceren onderzoekers van de Zhejiang Universiteit een katalysator die op vanadium gebaseerde componenten combineert met met stikstof gedoteerde biomassakoolstof (NHPC).

Deze ontwikkeling verbetert de afbraakactiviteit van furaan bij lage temperaturen aanzienlijk en biedt een nieuwe oplossing voor de efficiënte afbraak van persistente organische verontreinigende stoffen, wat een belangrijke stap voorwaarts betekent in de inspanningen op het gebied van milieusanering.

In deze studie ontwikkelden onderzoekers een reeks op vanadium gebaseerde katalysatoren, en hun katalytische prestaties werden aanzienlijk verbeterd door met stikstof gedoteerde hiërarchische poreuze koolstof (NHPC) afkomstig uit biomassa. Deze verbetering leidde tot een duidelijke verbetering in de afbraak van furaan, een persistente organische verontreinigende stof, bij lagere temperaturen dan voorheen mogelijk was.

De introductie van de NHPC in de katalysatorstructuur vergemakkelijkte een toename van actieve plaatsen en verbeterde de homogene verdeling van vanadiumoxidefasen, die cruciaal zijn voor het katalytische proces. Bij 150°C bereikte de gemodificeerde katalysator een furanomzetting van 50%, een aanzienlijke verbetering ten opzichte van traditionele katalysatoren, waarbij de volledige omzetting plaatsvond bij 200°C.

Dr. Minghui Tang, een vooraanstaand onderzoeker in het onderzoek, stelt:"Deze doorbraak verbetert niet alleen de efficiëntie van de afbraak van furaan bij aanzienlijk lagere temperaturen, maar opent ook nieuwe wegen voor duurzame technieken voor milieusanering."

De toepassing van N-gedoteerde hiërarchische poreuze koolstof (NHPC) in katalysatoren markeert een cruciale vooruitgang in de milieutechnologie en biedt een kosteneffectieve methode bij lage temperatuur voor de verwijdering van gevaarlijke verontreinigende stoffen. Deze innovatie zet niet alleen een nieuwe standaard voor de bestrijding van vervuiling, maar onderstreept ook het potentieel van uit biomassa afkomstige koolstofmaterialen bij de katalytische afbraak, het verbeteren van de efficiëntie van de afbraak van verontreinigende stoffen en het bevorderen van duurzame oplossingen voor milieubescherming.

Meer informatie: Ling Wang et al., Verbetering van de mechanismen van N-gedoteerde biomassakoolstof op de vanadiumgebaseerde katalysator voor de afbraak van furaan bij lage temperatuur, Afvalverwerking en duurzame energie (2023). DOI:10.1007/s42768-023-00172-0

Aangeboden door TransSpread