Purificazione dell'acqua ad alta velocità con materie prime economiche

Dec 07, 2023

DGIST (Presidente: Kuk Yang) Il team del professore Park Chi-Young del Dipartimento di Scienze Energetiche e Ingegneriasviluppato con successo un “materiale polimerico poroso atipico” in grado di rimuovere completamente i contaminanti organici fenolici nell’acqua a velocità elevatissime. Il materiale poroso sviluppato questa volta può rimuovere in modo efficiente non solo le microplastiche nell’acqua ma anche i COV di dimensioni molto piccole grazie all’effetto fototermico. Allo stesso tempo, si prevede che verrà utilizzato come materiale di assorbimento ad alta efficienza che potrà essere commercializzato in futuro poiché ha una competitività in termini di costi basata sulle materie prime e consente processi di purificazione dell’acqua basati sull’energia solare.

L'inquinamento idrico causato dal rapido sviluppo dell'industria chimica è un problema rappresentativo dell'inquinamento ambientale. Per risolvere questo problema sono stati sviluppati varie tecnologie e materiali per la purificazione dell’acqua. I materiali porosi a base di carbonio che utilizzano i meccanismi di adsorbimento esistenti presentano limitazioni in quanto la velocità di adsorbimento è lenta e per il riciclaggio è necessaria un'elevata energia termica. Sono stati sviluppati vari materiali per migliorare l’efficienza di rimozione dei contaminanti, ma è stato difficile sviluppare materiali che soddisfacessero contemporaneamente eccellente riciclabilità, alta efficienza, efficienza economica delle materie prime e potenziale di industrializzazione.

Il team di Chi-Young è riuscito a sintetizzare un polimero poroso con eccellenti prestazioni di adsorbimento e proprietà fototermiche facendo reagire un precursore poco costoso ed efficace. Inoltre, è stata sperimentata un'ulteriore reazione di ossidazione sul polimero e, sulla base dei risultati, è stato introdotto un gruppo funzionale idrofilo per consentire un rapido adsorbimento dei microinquinanti nell'ambiente acquatico.

Inoltre, gli esperimenti hanno confermato che il polimero sviluppato dal gruppo di ricerca non richiede un'elevata energia termica per il riciclaggio e può essere utilizzato più volte senza perdita di prestazioni. Il team di ricerca ha prodotto una membrana per il trattamento dell'acqua in grado di far evaporare l'acqua utilizzando l'energia solare come forza trainante attraverso la capacità del polimero sviluppato di assorbire ampiamente la luce e di convertire la luce assorbita in calore. Di conseguenza, è stato confermato che la membrana per il trattamento dell’acqua rivestita con il polimero ossidato poteva purificare i contaminanti fenolici attraverso la luce solare.

Chi-Young ha dichiarato: “La tecnologia che abbiamo sviluppato qui è una tecnologia di purificazione dell'acqua senza rivali con la più alta efficienza di purificazione al mondo, rimuovendo oltre il 99,9% delle microplastiche fenoliche e dei contaminanti COV nell'acqua a velocità elevatissime. Ci aspettavamo che si trattasse di una tecnologia universale ad alta efficienza economica in grado di purificare l’acqua contaminata e fornire acqua potabile anche in aree dove non c’è energia elettrica”.

Nel frattempo, questa ricerca è stata condotta con il sostegno del Progetto di supporto ai ricercatori leader e del Progetto di sviluppo della tecnologia delle nanotecnologie e dei materiali della Fondazione nazionale di ricerca coreana, e di Cho Wan-soo del Dipartimento di scienza e ingegneria energetica della DGIST, Choi Gyeong-hyeon nel master -programma combinato di dottorato e Lee Dong-joon nel programma del master hanno partecipato come autori principali. I risultati della ricerca sono stati selezionati e pubblicati come documento di copertina per la 50a edizione di Advanced Materials, la rivista accademica più prestigiosa nel campo dei materiali nel 2022.

- Questo comunicato stampa è stato fornito dall'Istituto di scienza e tecnologia di Daegu Gyeongbuk