Een frisse nieuwe manier om zoet water te produceren: gekatalysatoren van gesoniceerde koolstofnanobuis

Water is een van de meest kostbare bronnen op de planeet. Zoet water is van vitaal belang voor mensen, dieren en planten – maar het kan vervuild raken door overstromen regenwater en oppervlaktewater. We beginnen al de druk op onze strakke watervoorziening te voelen, dus we kunnen het ons niet veroorloven om een ​​enkele druppel te verspillen.

Gelukkig kunnen verontreinigde waterbronnen opnieuw worden verjongd als zoet water via geavanceerde oxidatieprocessen (AOP’s). Onderzoekers van de Universiteit van Tohoku maakten een doorbraak met behulp van gesoniceerde koolstofnanobuisjes (CNT’s) om een ​​reactieroute mogelijk te maken die specifieke verontreinigingen kan vaststellen en afbreken om ons water te redden. De bevindingen waren gepubliceerd in Geavanceerde materialen op 21 mei 2025.

“Eerder gebruikte AOP-methoden waren niet-selectief en degradeerde zowel verontreinigende stoffen als achtergrondwaterbestanddelen zonder onderscheid”, legt professor Hao Li van het Advanced Institute for Materials Research (WPI-AIMR) van Tohoku uit. “Onze methode overwint dit door een meer selectieve niet -radicale route te gebruiken.”

De niet -radicale route maakt gebruik van singlet -zuurstof en snelle, directe elektronenoverdracht. Dit proces zorgt ervoor dat gemeenschappelijke industriële en gemeentelijke verontreinigende stoffen binnen vijf minuten worden verwijderd, met een ongekende verwijderingssnelheid (4,80 µmol G⁻¹ S⁻¹). Deze strategie werkt ook effectief onder gevarieerde wateromstandigheden, zoals verschillende pH -niveaus en in aanwezigheid van verschillende organische stof.

‘

Bovendien zijn gecentraliseerde behandelingscentrales duur en vereisen meestal meerstaps, complexe waterbehandelingsprocessen. De in deze studie voorgestelde methode is gericht op gedistribueerde waterbronnen (zoals regenwater of rivierwater), als een efficiënte behandelingstechnologie voor point-of-use. Vaste oxidanten die in AOP’s worden gebruikt, zijn gemakkelijk op te slaan en te transporteren, zodat ze rechtstreeks naar de betreffende waterbron kunnen worden gebracht.

De volgende stappen van dit project zullen zich richten op het verbeteren van de stabiliteit op lange termijn en anti-foulingprestaties van de katalysatoren in reële wateromstandigheden, waardoor hun toepasbaarheid wordt uitgebreid op een breder scala aan verontreinigingen-met name elektronen-deficiënte organische stoffen-en verdere technische oppervlakte-functionele groepen om de katalytische activiteiten te verbeteren. Deze nieuwe versie van zoetwaterproductie is een potentieel enorme verbetering van technieken voor het aanvullen van een onmisbare bron.