一块破碎的铂催化转化器。图片/ ISTOCK TONKOVIC。
铂首饰中设置一个新的“黄金标准”,现在高档水的质量。
作为饮用污水处理-饮用重用变得更可行的和受欢迎的选择,来解决水资源短缺问题的有害副产品可能形成在治疗和如何解决这些问题尤其突出。一组这些化学物质,醛,众所周知,顽固地坚持治疗。对人类有毒,醛将在列表的顶部即将重用法规监管的副产品,南加州大学研究人员认为,需要从可持续的方法我们的饮用水。
这项研究发表在环境科学与技术南加bob国际首页登录州大学维特比工程学院的研究人员介绍铂帮助清洁废水即使是最顽固的毒素。铂金,同样的金属用于催化转换器在汽车尾气净化空气污染物,可以作为催化剂,说丹·麦科里助理教授,土木与环境工程,加快氧化将一度沦为坏账醛转变为无害的羧酸。
麦科里说,当废水回收产生的水是“很纯,但不是100%的纯。还有少量的有机碳检测和这些碳原子可以被附加到分子非常有毒的或完全无辜。“这多年来一直困惑的人,他说,尤其是因为碳可以通过很多处理层和障碍。
一项由加州大学伯克利分校的研究员David Sedlak透露,“三分之一到一半这些分子的存在形式的醛,麦科里说。醛类化合物的特点是一个碳原子与氧原子共享一个双键,单键与氢原子和单键与另一个原子或一组原子。他们也通常对人类有毒,这意味着他们的长期消费可能导致各种慢性和危及生命的疾病,例如癌症。
催化氧化有机污染物在水里,没有电化学,除了传导氧化剂的化学物质,或光化学,迄今尚未得到可持续的证明,麦科里说。直到现在。
有害醛(废水处理中可以转化为羧酸通过使用现有的氧气在水和铂作为催化剂,加快反应。注意:所示的反应计划出现不平衡。说明用于简化的表示多个反应发生和平衡。的细节可以在引用的材料。图像/丹尼尔麦科里。
一个即将到来的问题的解决方案
麦科里回忆学习氧化剂用于合成分子在有机化学课程他他是斯坦福大学的一名研究生。“助教经历一系列合成化学家所使用的氧化剂和铂催化剂引起了我的注意。它不仅是为数不多的氧化剂是无毒的,但是它可以利用在水中氧气催化反应abiotically(不使用微生物)”。
“这真是令人兴奋的事,对我来说,”麦科里说,“因为它总是令人沮丧的水处理,水充满氧气,但它并不做任何事。”
约有8毫克每升在水中溶解氧,麦科里说。虽然这是一个强大的氧化剂从热力学的角度看,麦科里说,反应缓慢。铂金,过程加速。一会儿,麦科里和他的研究团队利用铂氧化不同药品的实验。
“我们知道我们可以氧化某些事情,但我们没有一个明确的应用程序的想法对于这个催化剂,”麦科里说。最终,他们希望找到一个有效的申请工作。最终,经过一年的尝试,这个想法来到他骑车时从斯坦福大学的校园。“如果我们可以使用铂氧化污染物在水处理吗?”他说。会发生“这实质上免费,因为已经在水中的氧气,这是最接近你可以得到一种不含化学物的氧化。
麦科里承认铂是昂贵,但也指出,成本,像汽车催化转化器,是相对的。“你的车可能有1到10克白金。不是微不足道的。如果它足够便宜将本田思域,可能便宜足以使水处理厂,”麦科里说。
突破,麦科里说,没有相关的大多数现有废水利用植物,他们中的很多人支持“间接饮用重用。”在这里,毕竟水处理和回收过程完成后,水被泵回你那里从本质上说,他们是创造新的地下水。“一旦他们在地上,很有可能一些微生物将吃醛和水清洗,”他说。
”,但越来越多的人谈论直接饮用重用,”他说,“我们谈论的是一个封闭循环,水从污水处理厂重用工厂然后直接饮用水植物或分销系统为家庭和企业。”
在这些情况下,醛可能接触消费者,麦科里说。虽然他们目前不受监管,麦科里怀疑回收废水中的醛类物质的存在将很快吸引监管机构的关注。“这是我们没有意识到的问题我们有一个解决方案,但现在我们知道,这个催化剂,我们一直使用氧化随机药品为了好玩,工作好氧化醛和将允许直接饮用重用的水来满足未来的管理指导方针和安全标准,”他说。
研究小组做了一个初步的实验使用铂在批量反应堆几加仑的水。实验是成功的,但麦科里说,在大规模生产层面,进一步的研究将需要完成关于多久催化剂仍然活跃。团队正在调查如何潜在的再生催化剂。麦科里表示,它还将重要的测试系统与脏的水,能犯规的催化剂,让它不那么有效。
团队的过程中,有一个专利申请中,看起来会比选择更可持续的方法可能需要引入额外的化学物质和能量,麦科里说。
发布于2022年6月8日
上次更新2022年6月8日
