Bəzi kimyəvi maddələr ekoloji problemlər yaradır; başqaları, xoşbəxtlikdən, onları təmizləməyə kömək edə bilər. Yale Universitetinin kimyaçıları və onların həmkarları ətraf mühitin ümumi və davamlı çirkləndiricisi olan trikloretilen (TCE) ilə çirklənmiş suyun effektiv və davamlı müalicəsini təklif edən elektrokimyəvi katalizator və membran hazırlayıblar. Onların tapıntıları ətraf mühitin bərpasında qabaqcıl elektrokimyəvi müalicələrin potensialını vurğulayır və bu sahədə gələcək yeniliklər üçün qapı açır.

Onların nəticələri Carbon Future jurnalında dərc olunub .

TCE soyuducu, quru təmizləmə, metal və elektron yağdan təmizləmədə istifadə edilən ümumi sənaye həlledicisi və ya təmizləyici agentdir. Bununla belə, TCE-nin toksik xüsusiyyətləri bir çox orqanlara zərər verə bilər və xərçəngə səbəb ola bilər. TCE ilə suyun çirklənməsi nadir deyil.

Bioremediasiya TCE çirklənməsi ilə mübarizə üçün istifadə edilən ilk üsullardan biri olsa da, çox vaxt yavaş olur və daha da zəhərli olan əlavə məhsullar yaradır. Kimyəvi remediasiya daha sürətli və daha səmərəlidir, lakin tez-tez güclü kimyəvi maddələr tələb edir və TCE-ni tamamilə parçalamır. Nəticə etibarilə, çirkləndiriciləri parçalamaq üçün elektrik cərəyanlarından istifadə edən elektrokimyəvi müalicə TCE-nin remediasiyası üçün daha effektiv və davamlı həll yolu kimi ortaya çıxır.

Yale Universitetinin Kimya və Enerji Elmləri Departamentinin professoru Hailiang Wang dedi: “Elektrokimyəvi üsullar xlorlu uçucu üzvi birləşmələrlə çirklənmiş suyun təmizlənməsi üçün vəd verdi , lakin effektiv katalizatorların olmaması səbəbindən TCE-nin effektiv şəkildə çıxarılması və yenidən təyin edilməsi çətin idi” dedi. İnstitutu və bu tədqiqatın aparıcı müxbir müəllifi.

Bu ehtiyaca cavab verən tədqiqat qrupu çoxdivarlı karbon nanoborucuqlarına (CNTs) quraşdırılmış kobalt ftalosiyanin (CoPc) molekullarından ibarət katalizator hazırlayıb. Bu katalizator TCE-ni rekord sürətlə parçalayır, onu təxminən 100% Faradaic effektivliyi ilə etilen və xlorid ionlarına çevirir. Bu o deməkdir ki, demək olar ki, bütün elektrik cərəyanı TCE-ni zərərli əlavə məhsullar yaratmadan zərərsiz məhsullara çevirmək üçün istifadə olunur və bu onu praktik tətbiqlər üçün perspektivli edir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1726210375&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-09-catalyzing-environmental-cleanup-highly-molecular.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI4LjAuNjYxMy4xMzgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMjguMC42NjEzLjEzOCJdLFsiTm90O0E9QnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEyOC4wLjY2MTMuMTM4Il1dLDBd&dt=1726210251803&bpp=1&bdt=116&idt=53&shv=r20240911&mjsv=m202409090101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Ddd084782a3980897%3AT%3D1725971170%3ART%3D1726210206%3AS%3DALNI_Ma1uv12HX_ctV-7loP2Dla_dLGslw&eo_id_str=ID%3D6cdee71e935b6dcb%3AT%3D1725971170%3ART%3D1726210206%3AS%3DAA-AfjZEH1DAbfRV50frmhACTroQ&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=4896155099754&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=1897&biw=1903&bih=911&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759876%2C44759927%2C44759837%2C31086863%2C42531706%2C44798934%2C95338226%2C95341662%2C95342032%2C95342457%2C31086974%2C95335246%2C95341671&oid=2&pvsid=3165032098783975&tmod=2134885222&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fsort%2Fdate%2Fall%2Fpage3.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C911&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

Wang qrupunun aspirantı və bu tədqiqatın ilk müəllifi Yuanzuo Gao dedi: “Uğurumuzun açarı protonları əhatə etməyən ilk elektron köçürmə addımı və katalizatorumuzun tək yer təbiətidir”. “Bunlar bizə hidrogen təkamül reaksiyasından qaçmağa kömək etdi və bununla da TCE-nin xlorsuzlaşdırılmasını təşviq etdi.”

Hidrogen təkamül reaksiyası, çirkləndiriciləri parçalamaq üçün istifadə oluna bilən elektronları istehlak edən və prosesin cari səmərəliliyini azaldan yan reaksiyadır.

Bu katalizatorun praktik tətbiqini artırmaq üçün komanda CoPc molekullarını gücü, yüngül təbiəti və yüksək keçiriciliyi ilə tanınan qrafenin dəyişdirilmiş forması olan azaldılmış qrafen oksidindən (rGO) hazırlanmış elektrikləşdirilmiş membrana daxil etdi. Bu membran filtrasiya cihazı faktiki suyun təmizlənməsi şərtlərini təqlid edən simulyasiya edilmiş su nümunələrindən TCE-nin 95% çıxarılmasına nail olub , texnologiyanın praktik istifadəsində əhəmiyyətli irəliləyişi qeyd edir.

Bu tədqiqat mürəkkəb ekoloji problemləri həll etmək və suyun təmizlənməsi və sənaye çirklənməsinə nəzarət sahəsində irəliləyişə nail olmaq üçün qabaqcıl elektrokimyəvi metodların potensialını vurğulayır.

“CoPc molekullarını CNT və rGO dəstəkləri ilə birləşdirərək, TCE-nin suda müalicəsi üçün yüksək seçici və aktiv elektrokatalizatorlar yaratdıq” dedi Gao.

Daha çox məlumat: Yuanzuo Gao et al, Selektiv molekulyar kataliz tərəfindən təmin edilən sudan trikloretilenin effektiv elektrokimyəvi çıxarılması, Carbon Future (2024). DOI: 10.26599/CF.2024.9200015

Tsinghua University Press tərəfindən təmin edilmişdir