Очистка воды на высокой скорости с использованием недорогого сырья

Dec 07, 2023

DGIST (президент: Кук Ян) Команда профессора факультета энергетических наук и техники Пак Чи Ёнауспешно разработал «нетипичный пористый полимерный материал», способный полностью удалять фенольные органические загрязнения из воды на сверхвысоких скоростях. Разработанный на этот раз пористый материал способен эффективно удалять из воды не только микропластик, но и очень мелкие летучие органические соединения за счет фототермического эффекта. В то же время ожидается, что он будет использоваться в качестве высокоэффективного адсорбционного материала, который может быть коммерциализирован в будущем, поскольку он обладает конкурентоспособной стоимостью на основе сырья и позволяет осуществлять процессы очистки воды на основе солнечной энергии.

Загрязнение воды, вызванное быстрым развитием химической промышленности, является представительной проблемой загрязнения окружающей среды. Для решения этой проблемы разработаны различные технологии и материалы очистки воды. Пористые материалы на основе углерода, использующие существующие механизмы адсорбции, имеют ограничения, заключающиеся в том, что скорость адсорбции низкая, а для переработки требуется высокая тепловая энергия. Были разработаны различные материалы для повышения эффективности удаления загрязнений, но было сложно разработать материалы, которые одновременно удовлетворяли бы превосходной пригодности к вторичной переработке, высокой эффективности, экономической эффективности сырья и потенциалу индустриализации.

Команде Чи-Янга удалось синтезировать пористый полимер с превосходными адсорбционными характеристиками и фототермическими свойствами путем реакции с недорогим и эффективным предшественником. Кроме того, на полимере была проведена дополнительная реакция окисления, и на основании результатов была введена гидрофильная функциональная группа, обеспечивающая быструю адсорбцию микрозагрязнителей в водной среде.

Кроме того, в ходе экспериментов было подтверждено, что полимер, разработанный исследовательской группой, не требует высокой тепловой энергии для переработки и может использоваться многократно без потери производительности. Исследовательская группа создала мембрану для очистки воды, способную испарять воду, используя солнечную энергию в качестве движущей силы благодаря способности разработанного полимера широко поглощать свет и преобразовывать поглощенный свет в тепло. В результате было подтверждено, что мембрана для очистки воды, покрытая окисленным полимером, может очищать фенольные загрязнения под действием солнечного света.

Чи-Янг сказал: «Технология, которую мы здесь разработали, представляет собой непревзойденную технологию очистки воды с самой высокой в ​​мире эффективностью очистки, удаляя более 99,9 процентов фенольных микропластиков и летучих органических примесей из воды на сверхвысоких скоростях. Мы ожидали, что это будет универсальная технология с высокой экономической эффективностью, которая сможет очищать загрязненную воду и подавать питьевую воду даже в районах, где нет электроснабжения».

Между тем, это исследование проводилось при поддержке Национального исследовательского фонда Корейского проекта поддержки ведущих исследователей и проекта развития нанотехнологий и технологий материалов, а также Чо Ван Су из Департамента энергетических наук и инженерии DGIST, Чхве Кён Хён в магистратуре. -докторская комбинированная программа, а Ли Дон Чжун в магистерской программе участвовал в качестве ведущих авторов. Результаты исследования были отобраны и опубликованы в качестве обложки 50-го выпуска Advanced Materials, самого престижного академического журнала в области материалов в 2022 году.

- Этот пресс-релиз предоставлен Институтом науки и технологий Тэгу Кёнбук.