Labirinti microscopici per la depurazione selettiva dell'acqua
Gli scienziati hanno avviato il progetto MONACAT ("Monolithic reactors structured at the nano and micro levels for catalytic water purification"), finanziato dall''UE, per sviluppare sistemi di disintossicazione idrica catalitica all''avanguardia. Gli scienziati hanno controllato i progetti strutturali del reattore macroscopico e dei catalizzatori su nanoscala. Lo scopo era potenziare le prestazioni di disintossicazione ottimizzando il percorso di diffusione e il contatto con i siti catalitici. Per raggiungere il loro obiettivo, hanno utilizzato reattori monolitici contenenti canali con struttura a nido d''ape. Li hanno rivestiti con nanoparticelle (NP) catalizzatrici basate su nanofibre di carbonio (CNF). Sono stati sviluppati diversi catalizzatori, poi testati in riferimento all''ozonizzazione di cinque microinquinanti, ovvero un antibiotico, un farmaco, due pesticidi e un interferente endocrino. Questi inquinanti sono spesso presenti nei fiumi e negli effluenti industriali. L''ozonizzazione catalitica non ha solo rimosso l''inquinante iniziale, ma era efficace per la rimozione di sottoprodotti meno tossici del processo di ozonizzazione. Il bromato, ad esempio, è stato ridotto all''innocuo bromuro. I membri del progetto hanno inoltre sviluppato e testato catalizzatori per la riduzione di nitrati. Ridurre nitrati (spesso presenti nei fertilizzanti) in nitrogeno (N2) è complicato, poiché è necessario evitare la formazione di ammoniaca (NH3) (un altro inquinante). Uno dei catalizzatori per la riduzione dei nitrati di MONACAT ha ottenuto un''attività catalitica e una selettività di N2 di enorme successo in un reattore continuo a flusso aperto usando acqua naturale. I rivestimenti in nanocarbonio sono stati testati in riferimento all''applicazione industriale, ai costi energetici e all''adesione di NP simulando condizioni di flusso naturali. Tutti i test sono riusciti e hanno supportato l''idoneità e la sicurezza dei compositi per l''uso in un trattamento idrico catalitico. I sistemi di MONACAT utilizzano una nuova tecnologia di depurazione dell''acqua che potrebbe fornire all''industria dei mezzi attuabili per garantire la conformità alle normative globali in materia di sicurezza ambientale e per mantenere i prezzi ridotti. Infine, investendo nell''ottimizzazione e nella commercializzazione dei sistemi di MONACAT si potrebbero ottenere enormi risparmi economici ed energetici.
