Nowa metoda oczyszczania brudnej wody do ekstrakcji substancji chemicznych
Naukowcy z Polski odkryli, że brudną wodę można łatwo oczyścić i wydobyć z niej wartościowe substancje chemiczne, takie jak te wykorzystywane przy produkcji leków. Nie potrzeba w tym celu ani fabryk ani zakładów - wystarczą Słońce i "magiczny" proszek. Badania zaprezentowane w czasopiśmie Bioresource Technology zostały dofinansowane z projektu PHOTOBIO23JC (Synteza nowych, nanoustrukturyzowanych fotokataliz z warstwą nośną metalową - charakterystyka i obiecujące zastosowania w produkcji substancji chemicznych o wysokiej wartości z biomasy lignocelulozowej), który otrzymał międzynarodowy grant reintegracyjny Marie Curie o wartości 100.000 EUR z budżetu Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE. Naukowcy z Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk (IChF PAN) w Warszawie twierdzą, że niemal alchemiczna przemiana zachodzi dzięki fotokatalizatorom, które stanowią przedmiot prowadzonych przez nich prac. Na naszej planecie występują obszary, gdzie woda jest silnie zanieczyszczona związkami organicznymi z odpadów przemysłowych. Dzięki pracom przeprowadzonym przez polski zespół wiemy, że biomasę można z powodzeniem przekształcać w związki chemiczne i paliwo. Fotokatalizatory ułatwiają przekształcanie brudnej wody w czystą. Kolejną korzyścią jest brak wymogu specjalistycznych instalacji, bowiem transformacja zachodzi w warunkach powszechnie występujących w przyrodzie. Reakcja chemiczna jest wspomagana przez katalizator, który przyspiesza jej przebieg. Po zakończeniu reakcji katalizator można odzyskać. Eksperci twierdzą, że w typowym procesie katalizy, aktywacja katalizatorów zachodzi w wysokich temperaturach rzędu kilkuset stopni Celsjusza, często przy znacznie podwyższonym ciśnieniu. "Fotokatalizatory, którymi się zajmujemy, są pod wieloma względami odmienne od tradycyjnych" - mówi dr Juan Carlos Colmenares z IChF PAN. "Ich aktywacja następuje pod wpływem światła, sama temperatura nie ma tu większego wpływu." Reakcje z katalizatorami zachodzą przy dobrym nasłonecznieniu, w temperaturze ok. 30°C i w zwykłym ciśnieniu atmosferycznym. Warunki, zdaniem naukowców, występują naturalnie przez cały rok w wielu krajach równikowych. Omawiane fotokatalizatory to substancje stałe, których podstawą jest dwutlenek tytanu, TiO2. Katalizowana reakcja zachodzi w cieczy zawierającej zanieczyszczenia organiczne. Po zakończeniu reakcji katalizator można odseparować niemal bez strat i użyć ponownie wedle relacji zespołu. "Moja praca przypomina trochę alchemię" - żartuje dr Colmenares. "Biorę 'magiczny' proszek, wsypuję do brudnej wody, mieszam i wystawiam na słońce. Po paru godzinach mam czystą wodę plus substancje, z których można robić użyteczne rzeczy, na przykład leki." Badania nad fotochemiczną degradacją zanieczyszczeń są prowadzone na świecie od lat 60. ubiegłego wieku, a w ich wyniku otrzymywano związki chemiczne dzięki intensywnemu naświetlaniu promieniowaniem ultrafioletowym (UV). W ramach prowadzonych prac zespół IChF PAN obrał za cel reakcję, która zachodzi bez użycia specjalistycznej aparatury. Przedmiotem zainteresowania był również proces degradacji biomasy, który zatrzymuje się na precyzyjnie ustalonym etapie. Naukowcy wytworzyli kwasy karboksylowe za pomocą fotokatalizy z udziałem dwutlenku tytanu. Kwasy są stosowane na przykład w przemyśle farmaceutycznym i spożywczym. Dr Colmenares zauważa: "W warunkach laboratoryjnych reakcje biomasy z udziałem fotokatalizatorów już teraz wyglądają obiecująco. W tym roku przystąpimy do pierwszych testów w pilotażowych fotoreaktorach biochemicznych Uniwersytetu w Kordobie w Hiszpanii. Reakcje będą tam przebiegały w cieczach o objętości liczonej w dziesiątkach litrów."Więcej informacji: IChF PAN: http://www.ichf.edu.pl/index.html Bioresource Technology: http://www.journals.elsevier.com/bioresource-technology
Kraje
Polska