Los ingenieros químicos de la Universidad de Rice han encontrado un nuevo catalizador que puede descomponer rápidamente los nitritos, un contaminante común y dañino en el agua potable que a menudo resulta del uso excesivo de fertilizantes agrícolas.

Nitritos y sus primos más abundantes, nitratos, son compuestos inorgánicos que se encuentran a menudo tanto en el agua subterránea como en el agua superficial. Los compuestos son un peligro para la salud, y la Agencia de Protección Ambiental impone límites estrictos a la cantidad de nitratos y nitritos en el agua potable. Si bien es posible eliminar nitratos y nitritos del agua con filtros y resinas, el proceso puede resultar prohibitivamente caro.

"Este es un gran problema, particularmente para las comunidades agrícolas, y realmente no hay buenas opciones para lidiar con eso, "dijo Michael Wong, profesor de ingeniería química y biomolecular en Rice e investigador principal del nuevo estudio. "Nuestro grupo ha estudiado nanocatalizadores de oro y paladio de ingeniería durante varios años. Los hemos probado con disolventes clorados durante casi una década, y al buscar otros usos potenciales para estos, tropezamos con algunos estudios sobre el uso de catalizadores de paladio para tratar nitratos y nitritos; así que decidimos hacer una comparación ".

Los catalizadores son los emparejadores del mundo molecular:hacen que otros compuestos reaccionen entre sí, a menudo acercándolos, pero los catalizadores no son consumidos por la reacción.

En un nuevo artículo de la revista Nanoescala , El equipo de Wong demostró que las nanopartículas diseñadas de oro y paladio eran varias veces más eficientes para descomponer los nitritos que cualquier catalizador estudiado previamente. Las partículas, que fueron inventados en el Laboratorio de Catálisis y Nanomateriales de Wong, consisten en un núcleo de oro macizo que está parcialmente cubierto con paladio.

En la última década, El equipo de Wong ha descubierto que estos compuestos de oro y paladio tienen tiempos de reacción más rápidos para descomponer los contaminantes clorados que cualquier otro catalizador conocido. Dijo que lo mismo resultó cierto para los nitritos, por razones que aún se desconocen.

"No hay cloro en estos compuestos, entonces la química es completamente diferente, ", Dijo Wong." Aún no está claro cómo el oro y el paladio trabajan juntos para aumentar el tiempo de reacción en los nitritos y por qué la eficiencia de la reacción se disparó cuando las nanopartículas tenían una cobertura de paladio de alrededor del 80 por ciento. Tenemos varias hipótesis que estamos probando ahora. "

Dijo que los nanocatalizadores de oro y paladio con la formulación óptima eran aproximadamente 15 veces más eficientes para descomponer los nitritos que los nanocatalizadores de paladio puro. y aproximadamente 7 1/2 veces más eficientes que los catalizadores hechos de paladio y óxido de aluminio.

Wong dijo que puede imaginarse el uso de catalizadores de oro y paladio en una pequeña unidad de filtración que podría conectarse a un grifo de agua. pero solo si el equipo encuentra un catalizador igualmente eficiente para descomponer los nitratos, que son contaminantes aún más abundantes que los nitritos.

"Los nitritos se forman dondequiera que haya nitratos, que son realmente la raíz del problema, ", Dijo Wong." Estamos estudiando activamente varios candidatos para degradar los nitratos ahora, y tenemos algunas pistas positivas ".