Las dibenzo-p-dioxinas y los dibenzofuranos policlorados son contaminantes peligrosos debido a su carcinogenicidad y persistencia en el medio ambiente. Los métodos tradicionales de oxidación catalítica para su eliminación enfrentan desafíos como el alto costo y la ineficiencia a temperaturas más bajas.

Las investigaciones han demostrado que el uso de materiales de carbono, como nanotubos de carbono y carbones activos, mejora el rendimiento catalítico al mejorar la adsorción y distribución de los sitios activos. Sin embargo, su aplicación está limitada por costos y problemas de mantenimiento. Los materiales de carbono dopados con N, derivados de la biomasa, ofrecen una alternativa prometedora con su alta superficie y porosidad, lo que potencialmente reduce las temperaturas operativas y aumenta la eficiencia.

En un nuevo estudio publicado en Waste Disposal &Sustainable Energy , investigadores de la Universidad de Zhejiang presentan un catalizador que combina componentes a base de vanadio y carbono de biomasa dopado con nitrógeno (NHPC).

Este desarrollo mejora significativamente la actividad de degradación del furano a baja temperatura, ofreciendo una solución novedosa para la descomposición eficiente de contaminantes orgánicos persistentes, lo que marca un importante paso adelante en los esfuerzos de remediación ambiental.

En este estudio, los investigadores desarrollaron una serie de catalizadores a base de vanadio, y su rendimiento catalítico mejoró significativamente mediante carbono poroso jerárquico dopado con nitrógeno (NHPC) derivado de biomasa. Esta mejora condujo a una marcada mejora en la degradación del furano, un contaminante orgánico persistente, a temperaturas más bajas de lo que era posible anteriormente.

La introducción del NHPC en la estructura del catalizador facilitó un aumento de los sitios activos y mejoró la distribución homogénea de las fases de óxido de vanadio, que son cruciales para el proceso catalítico. A 150 °C, el catalizador modificado logró una conversión de furano del 50 %, una mejora significativa con respecto a los catalizadores tradicionales, y la conversión completa se produjo a 200 °C.

El Dr. Minghui Tang, investigador principal del estudio, afirma:"Este avance no sólo mejora la eficiencia de la degradación del furano a temperaturas significativamente más bajas, sino que también abre nuevos caminos para técnicas sostenibles de remediación ambiental".

La aplicación de carbono poroso jerárquico dopado con N (NHPC) en catalizadores marca un avance fundamental en la tecnología ambiental y ofrece un método rentable y de baja temperatura para la eliminación de contaminantes peligrosos. Esta innovación no solo establece un nuevo estándar para el control de la contaminación, sino que también subraya el potencial de los materiales de carbono derivados de la biomasa en la degradación catalítica, mejorando la eficiencia de la degradación de los contaminantes y fomentando soluciones sostenibles de protección ambiental.

Más información: Ling Wang et al, Mejora de los mecanismos de carbono de biomasa dopado con N en el catalizador a base de vanadio para la degradación de furano a baja temperatura, Eliminación de residuos y energía sostenible (2023). DOI:10.1007/s42768-023-00172-0

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