En las primeras pruebas en paralelo de media docena de catalizadores a base de paladio y hierro para limpiar el carcinógeno TCE, Los científicos de la Universidad de Rice han descubierto que el paladio destruye el TCE mucho más rápido que el hierro, hasta mil millones de veces más rápido en algunos casos.

Los resultados aparecerán en un nuevo estudio en la edición de agosto de la revista. Catálisis aplicada B:Ambiental.

TCE, o tricloroeteno, es un desengrasante químico y solvente ampliamente utilizado que se ha introducido en los suministros de agua subterránea en todo el mundo. La molécula de TCE, que contiene dos átomos de carbono y tres átomos de cloro, es muy estable. Esa estabilidad es una bendición para los usuarios industriales, pero es una pesadilla para los ingenieros ambientales.

"Es difícil romper esos enlaces entre el cloro y el carbono, "dijo el autor del estudio Michael Wong, profesor de ingeniería química y biomolecular y de química en Rice. "Rompiendo algunos de los lazos, en lugar de romper todos los enlaces carbono-cloro, es un gran problema con algunos métodos de tratamiento de TCE. ¿Por qué? Debido a que elabora subproductos que son más peligrosos que el TCE, como cloruro de vinilo.

"Los enfoques populares son, por lo tanto, aquellos que no rompen estos lazos. En lugar de, las personas utilizan la extracción de aire o la adsorción de carbono para eliminar físicamente el TCE de las aguas subterráneas contaminadas, ", Dijo Wong." Estos métodos son fáciles de implementar pero son costosos a largo plazo. Entonces, la reducción de los costos de limpieza del agua impulsa el interés en métodos nuevos y posiblemente más baratos ".

En los EE.UU., El TCE se encuentra en más de la mitad de los sitios de desechos contaminados en la Lista de Prioridades Nacionales Superfund de la Agencia de Protección Ambiental. Solo en las bases militares de EE. UU. el Pentágono ha estimado que el costo de eliminar el TCE de las aguas subterráneas es de más de $ 5 mil millones.

En la búsqueda de nuevos materiales que puedan descomponer el TCE en componentes no tóxicos, los investigadores han tenido éxito con hierro puro y paladio puro. En el primer caso, el metal degrada el TCE a medida que se corroe en el agua, aunque a veces se forma cloruro de vinilo. En este último caso, el metal actúa como catalizador; no reacciona con el propio TCE, pero estimula reacciones que rompen los molestos enlaces carbono-cloro. Debido a que el hierro es considerablemente más barato que el paladio y más fácil de trabajar, ya se utiliza en el campo. Paladio, por otra parte, todavía se limita a las pruebas de campo.

Wong lideró el desarrollo de un enfoque de catalizador de nanopartículas de oro y paladio para la remediación de TCE en 2005. Descubrió que era difícil comparar con precisión la nueva tecnología con otros esquemas de remediación basados ​​en hierro y paladio porque no se habían publicado pruebas paralelas. .

"La gente sabía que el hierro era más lento que el paladio y el paladio-oro, pero nadie sabía cuantitativamente cuánto más lento, " él dijo.

En el nuevo estudio, un equipo que incluye a Wong y al autor principal Shujing Li, un ex becario visitante Rice de la Universidad de Nankai, Porcelana, Ejecutó una serie de pruebas en varias formulaciones de catalizadores de hierro y paladio. Los seis incluían dos tipos de nanopartículas de hierro, dos tipos de nanopartículas de paladio, incluida la partícula de paladio-oro de Wong, y formas en polvo de hierro y óxido de paladio-aluminio.

Los investigadores prepararon una solución de agua contaminada con TCE y probaron cada uno de los seis catalizadores para ver cuánto tardaron en descomponer el 90 por ciento del TCE en la solución. Esto tomó menos de 15 minutos para cada uno de los catalizadores de paladio y más de 25 horas para las dos nanopartículas de hierro. Para el polvo de hierro, tomó más de 10 días.

"Sabíamos por estudios anteriores que el paladio era más rápido, pero creo que todos se sorprendieron un poco al ver cuánto más rápido en estas pruebas en paralelo, "Dijo Li.

Wong dijo que los nuevos resultados deberían ser útiles para aquellos que están tratando de comparar los costos de realizar pruebas a gran escala sobre la remediación catalítica del TCE.