Superkatalizator nastao iz reciklirane plastike pokazuje iznenađujuću moć u stvaranju čiste i bezbedne vode

Naučnici iz Tehnološkog instituta u Nagoji razvili su materijal koji koristi plastični otpad kao sirovinu za izradu višenamenskog katalizatora sposoban da prečisti vodu i ukloni teške metale. Ovaj rad, koji predvodi vanredni profesor Takaši Širai, zajedno sa dr Kunihikom Katoom, dr Junzijem Sinom i Juping Sjuom, pokazuje značajan potencijal za primenu u održivim tehnologijama pročišćavanja vode. Izvorni članak je objavljen u ACS Applied Materials & Interfaces, prenosi SciTechDaily.

Tim je razvio proces sinteze pomoću mehaničko-hemijskog postupka u kugličnom mlinu, optimizujući parametre mlevenja kako bi konvertovali mešavinu molibden trioksida (MoO₃) i polipropilena iz reciklirane plastike, u kompozitne čestice koje sadrže vodonik-molibden bronzu (HₓMoO₃–y), molibden dioksid (MoO₂) i aktivni ugalj. Ovi sastojci zajedno čine veoma moćan katalizator koji može da koristi solarnu energiju i aktivno deluje na zagađivače u vodi.

Preporučujemo

Zanimljivost ovih kompozitnih čestica leži u njihovim optičkim karakteristikama: apsorbuju širok spektar svetlosti — od ultraljubičastog, preko vidljivog, do infracrvenog dela. To im omogućava da pod dejstvom sunčeve svetlosti pokrenu fotokatalitičko razlaganje organskih zagađivača u vodi. Takođe, kada nema svetla, te iste čestice deluju kao Brønsted‑kiseli katalizatori, što znači da katalitički pospešuju hemijske reakcije koje razlažu zagađujuće molekule i u potpunom mraku, bez potrebe za svetlosnim izvorom.

Još jedna impresivna osobina ovih čestica je njihova plazmonička aktivnost, koja dovodi do snažnog fototermalnog efekta: kada su izložene suncu, deo materijala veoma brzo apsorbuje toplotu i zagreva se, što može da ubrza isparavanje zagađene vode. Ovaj pristup se naziva fototermalna interfejs-evaporacija — voda ispari pod dejstvom toplote proizvedene od plazmoničkih efekata, a zatim kondenzuje u čistu, pitku vodu.

Aktivni ugalj, koji nastaje kao nusprodukt procesa mlevenja, služi za adsorpciju jona teških metala, čak i u odsustvu svetlosti. Tako se teški metali mogu vezati za površinu uglja i odstraniti iz vode, čime se efikasno kombinuju različiti mehanizmi čišćenja.

Profesor Širai ističe da je njihov postupak ne samo vrlo efikasan u pogledu potrošnje energije, već i relativno jeftin, budući da koristi otpadne sirovine (plastiku) i ne zavisi od skupih materijala. Zahvaljujući tome, ovaj pristup bi mogao biti primenjen na većoj skali, posebno u regionima gde je pristup čistoj pitkoj vodi izazov.

Tim planira da dodatno unapredi proces mlevenja kako bi razvio slične „sve-u-jednom“ katalizatore, ali sa drugim oksidima i vrstama plastike. Cilj je da se stvore održive tehnologije koje ne samo da recikliraju plastiku, već i pomažu u obezbeđivanju čiste vode, istovremeno smanjujući zagađenje i trošak proizvodnje.

Ovo istraživanje predstavlja značajan korak napred u upravljanju plastičnim otpadom i tehnologiji pročišćavanja vode: umesto da plastika bude samo problem, ona postaje dragocen resurs. Takaši Širai i njegov tim pokazuju da je moguće pretvoriti otpad u korisno — koristeći hemijsku mašineriju i energiju sunca da obezbede čistu vodu na održiv način.

(Telegraf Nauka / SciTechDaily)