Un nuevo filtro es 99% eficiente en la eliminación de microplásticos del agua en segundos

Instituto de Ciencia y Tecnología Daegu Gyeongbuk (DGIST)

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Investigadores en Corea desarrollaron un nuevo método para limpiar el agua que puede eliminar de manera rápida y efectiva los microplásticos y otros contaminantes. Esta es una forma creativa e importante de abordar el problema de los microplásticos en el medio ambiente, que está empeorando.

Dado lo común que es el plástico en la sociedad moderna, no sorprende que se puedan encontrar pequeños pedazos de plástico en casi todas partes de la Tierra, incluso en lugares que se supone que están limpios. De polo a polo, desde las fosas oceánicas más profundas hasta las cumbres de las montañas más altas, se han encontrado microplásticos, y están ascendiendo en la cadena alimenticia hasta llegar a nosotros.

Algunos materiales que se están investigando para ayudar a eliminar los microplásticos incluyen nanocelulosa, cables semiconductores, "nanopilares" magnéticos y columnas de filtración hechas de arena, grava y biopelículas.

Un nuevo diseño ahora ha mostrado potencial, según expertos del Instituto de Ciencia y Tecnología Daegu Gyeongbuk (DGIST) en Corea del Sur.

La sustancia conocida como marco de triazeno covalente (CTF) es la clave. Debido a que este material es muy poroso y tiene una gran superficie, tiene mucho espacio en su interior para almacenar las moléculas que atrapa. Investigaciones recientes han demostrado que compuestos similares pueden eliminar los colorantes orgánicos en las aguas residuales industriales.

El equipo trabajó arduamente para hacer que las moléculas en el CTF fueran más afines al agua (llamadas "hidrofílicas"), y luego sometieron el material a un proceso de oxidación suave.

Se dijo que más del 99,9 por ciento de los contaminantes se eliminaron del agua en solo 10 segundos, gracias a la rapidez con la que funcionó el filtro. Además, el material se puede reciclar numerosas veces sin perder su eficacia.

En un experimento diferente, los científicos crearon un tipo de polímero que puede absorber la luz solar, convertirla en calor y luego usar ese calor para limpiar sustancias químicas orgánicas volátiles (COV), que también son contaminantes. Bajo la fuerza de una sola irradiación solar, esto pudo eliminar más del 98 por ciento de los COV.

Más del 99,9 por ciento de ambos contaminantes podría eliminarse mediante un prototipo que utilizara ambas membranas.

"La tecnología que desarrollamos aquí es una tecnología de purificación de agua inigualable con la eficiencia de purificación más alta del mundo, que elimina más del 99,9 % de los microplásticos fenólicos y los contaminantes COV del agua a velocidades ultraaltas", explicó el profesor Park Chi-Young, autor principal del estudio. estudiar.

“Esperábamos que fuera una tecnología universal de alta eficiencia económica que pueda purificar agua contaminada y suministrar agua potable incluso en zonas donde no hay suministro eléctrico”, agregó.

Puede ver el estudio completo por sí mismo en la revista Advanced Materials.

Resumen del estudio:

"La escasez de agua dulce se está convirtiendo en uno de los desafíos globales más críticos debido a la grave contaminación del agua causada por microcontaminantes y compuestos orgánicos volátiles (COV). Sin embargo, la tecnología de purificación actual muestra una adsorción lenta de microcontaminantes y requiere un proceso de uso intensivo de energía para eliminar los COV del agua. En este estudio, se informa un marco de triazina covalente (CTF) diseñado molecularmente altamente eficiente para la adsorción rápida de microcontaminantes y el rendimiento de interceptación de COV mediante destilación solar. El diseño supramolecular y la oxidación suave de CTF (CTF-OX) permiten canales internos hidrofílicos y mejoran tamizado molecular de microcontaminantes. CTF-OX muestra una rápida eficiencia de eliminación de microcontaminantes (>99,9 % en 10 s) y se puede regenerar varias veces sin pérdida de rendimiento. Las tasas de absorción de microcontaminantes seleccionados son altas, con tasas iniciales de absorción de contaminantes de 21,9 g mg− 1 min-1, que son las tasas más altas registradas para la adsorción de bisfenol A (BPA). Además, la fabricación de membranas compuestas fototérmicas con CTF-OX exhibe una alta tasa de rechazo de VOC (hasta 98%) bajo 1 irradiación solar (1 kW m-2 ). Un prototipo de sistema de purificación sinérgico compuesto por adsorción y membrana impulsada por energía solar puede eliminar eficientemente más del 99,9 % de los derivados de fenoles mixtos. Este estudio proporciona una estrategia eficaz para la eliminación rápida de microcontaminantes y el alto rechazo de COV mediante un proceso de evaporación impulsado por energía solar".