Novos materiais à base de carbono podem remover ‘produtos químicos para sempre em água perigosos

Substâncias de perfluoroalquil e poli -fluoroalquil (PFAS), um grupo diversificado de produtos químicos sintéticos, são comumente usados ​​em vários produtos, como semicondutores, espumas de extorsão de incêndio, resistentes ao calor e utensílios antiaderentes. Os PFAs possuem notável resistência ao calor, óleo, graxa e água que podem ser atribuídos às fortes ligações químicas entre os átomos. No entanto, a principal desvantagem da resistência excepcional é que os PFAs são altamente persistentes no ambiente, ganhando o apelido de “Ceaselessly Chemical substances”.

O uso de PFAs foi proibido por convenções internacionais devido a seus efeitos nocivos na saúde humana e no meio ambiente. Enquanto relatórios científicos recentes indicam que solos e rios estão contaminados com PFAs, há uma falta de eficaz e tecnologias sustentáveis Para remover PFAs.

Em busca de Nações Unidas Objetivo de Desenvolvimento Sustentável 6 – Água e Saneamento de Clear para todos, uma equipe de pesquisadores do Institute of Science Tóquio (Science Tóquio), Japão, liderada pelo professor associado Toshihiro Isobe, do Departamento de Ciência dos Materiais, voltou sua atenção a materiais à base de carbono para remover os PFAs da água.

A equipe de pesquisa, liderada pelo professor associado Manabu Fujii, do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental da Science Tóquio, sintetizou um novo subsorvente-substance que pode prender os produtos químicos em sua superfície e desenvolveu um método de destilação de membrana (MD) para purificar a água contaminada com PFAs .

Suas descobertas de pesquisa foram apresentadas como uma palestra convidada no 23º Simpósio Internacional sobre Processamento e Design Eco-Materialsrealizado de 13 a 16 de janeiro de 2025.

Compartilhando informações sobre a novidade da pesquisa, Isobe comentou: “Utilizando a lignina – um subproduto produzido na polpa e indústria de papel-E glicose-uma molécula de açúcar comum, como fontes de carbono, nosso grupo de pesquisa empregou materiais sustentáveis ​​para o desenvolvimento de tecnologias de remoção de PFAs. Além disso, o método MD usado em nosso estudo, combinando a destilação e a separação da membrana, oferece uma estratégia inovadora para remover os PFAs da água “.

Os pesquisadores aproveitaram a diferença nos pontos de ebulição entre a água e os PFAs para purificar a água contaminada com PFAs usando o método MD. Além disso, o hidrofóbico (sem afinidade pela água), a membrana de separação baseada em carbono, rejeitou efetivamente os PFAs, permitindo que apenas o vapor de água passasse por ele. Análise experimental aprofundada mostrou que a água contaminada simulada, contendo ácido perfluorooctanossulfônico (PFOs) a uma concentração de cerca de 500 ng/L após o tratamento com MD, apresentava uma concentração de PFOs de cerca de 3 ng/L, que estava abaixo dos padrões ambientais globais.

A Isobe conclui, descrevendo os planos futuros para melhorar o método de purificação do MD “, atualmente, a evaporação da água simulada de PFAS contaminada é alcançada usando aquecedores e depende de bombas de vácuo para melhorar o fluxo de vapor de água. No entanto, no futuro, buscamos Para mudar para um método de aquecimento photo voltaic para desenvolver um sistema sem eletricidade que não depende de aquecedores “.

Além de desenvolver o novo método MD para purificar a água contaminada por PFAs, a equipe de pesquisa conduziu uma série de experimentos envolvendo adsorventes derivados de lignina. Eles descobriram que quantidades mínimas de carbono ativado (tratadas com cloreto de zinco na proporção de 1: 3) poderiam remover até 99% dos PFAs em 10 minutos.

No geral, este estudo apresenta novos e sustentáveis ​​materiais baseados em carbono que podem impulsionar o desenvolvimento de futuras tecnologias de purificação para resolver questões ambientais críticas e persistentes.