Imagen gráfica de la investigación. Crédito:Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST)
NO X (X =1 o 2) emitidas desde fuentes de escritorio / móviles se consideran convencionalmente como notorias, precursores antropogénicos de partículas ultrafinas (PM2.5) porque NO X puede sufrir una serie de SO 2 etapas transformadoras fotoquímicas asistidas para finalmente evolucionar PM2.5 funcionando como un contaminante del aire. Recientemente, un grupo de investigación en Corea del Sur rectifica la noción general de NO X (vide supra) al proponer un medio interesante para explotar NO X de manera creativa.
El Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST) ha anunciado que un grupo de investigación de KIST con los investigadores principales del 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 NO 3 - especies en un óxido de metal a través de la fusión química entre NO X y O 2 bajo una baja energía térmica (≤ 150 ° C). El NO soportado resultante 3 - Luego, las especies pueden radicalizarse para generar NO. 3 • análogos que sirven como degradadores de sustancias orgánicas refractarias presentes en un agua residual.
Los compuestos recalcitrantes acuosos, incluidos los fenólicos y el bisfenol A, generalmente se eliminan de las matrices de agua mediante sedimentación con el uso de coagulantes o mediante degradación en H 2 O y CO Y (Y =1 o 2) con la inyección de lanzaderas OH como H 2 O 2 , O 3 , etc. Sin embargo, Estos métodos requieren etapas adicionales para recuperar coagulantes o sufren de vidas útiles cortas y / o inestabilidades químicas innatas a • OH, H 2 O 2 , y O 3 , limitando así severamente la sostenibilidad de H 2 O procesos de depuración que se comercializan actualmente.
Como sustituto de • OH, NO 3 • puede ser particularmente atractivo debido a su mayor vida útil y / o mayor potencial oxidante en comparación con • OH, • OH, o O 2 • - , por lo que se predice que aumentará la eficiencia en la degradación de contaminantes acuosos sobre los otros radicales indicados anteriormente. Sin embargo, NO 3 • La producción no es trivial y tiene una serie de limitaciones, como la necesidad de electrones altamente energizados en presencia de un elemento radiactivo o entornos muy ácidos.
El Dr. Kim y sus compañeros de trabajo lo hacen viable bajo aguas residuales que incluyen H 2 O 2 y no 3 - -óxido de manganeso funcionalizado que se encuentra en la superficie de especies de manganeso (Mn 2+ /Minnesota 3+ ) activar inicialmente H 2 O 2 para la formación de • OH, mientras que • OH posteriormente activa NO 3 - funcionalidad para su transición a NO 3 • (denotado como • OH → NO 3 • ), todo lo cual se evidencia mediante técnicas de cálculo funcional de densidad (DFT) junto con un montón de experimentos de control.
Representación esquemática del ciclo de escisión de (A) H2O2 en la superficie Mnn + especies (n =2 o 3) y la transferencia de radicales de un radical OH no unido a la superficie a un radical NO2 o especies de radicales NO3 soportadas en superficies α- / β- / γ-MnO2 (NO2 SUP radical o SUP radical NO3), que conduce a la producción de un radical NO2 soportado (radical NO2 SUP en B) utilizado para degradar contaminantes acuosos. Ilustración de arquitecturas porosas para α-MnO2 (D). Crédito:Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST)
El NO resultante 3 • Se demostró que las especies aumentan la eficiencia de degradación de las aguas residuales textiles en cinco o siete veces en comparación con las proporcionadas por los radicales convencionales ( • OH/ • OOH / O 2 • - ). De importancia, el catalizador (NO 3 - -óxido de manganeso funcionalizado) descubierto aquí es ~ 30% más barato que un catalizador comercial tradicional (sal de hierro) y se puede producir en masa. De importancia adicional, el catalizador es reutilizable diez veces o más. Esto contrasta con un catalizador tradicional que solo garantiza la utilización de una sola vez en la descomposición de contaminantes acuosos a través de H homogéneo. 2 O 2 la escisión • Generación OH).
El Dr. Kim comenta que "El • OH → NO 3 • La tecnología ha sido patentada y vendida a una empresa nacional (SAMSUNG BLUETECH). Dados muchos méritos impartidos por el catalizador modificado con NO 3 - funcionalidades, básicamente esperamos instalar el catalizador en una unidad de tratamiento de aguas residuales tan pronto ".
La investigación fue publicada en JACS Au .
