Purificar agua a alta velocidad con materias primas económicas

Dec 07, 2023

DGIST (Presidente: Kuk Yang) Equipo del profesor Park Chi-Young del Departamento de Ciencia e Ingeniería de la Energíadesarrollado exitosamente un “material polimérico poroso atípico” que puede eliminar completamente los contaminantes orgánicos fenólicos en el agua a velocidades ultraaltas. El material poroso desarrollado esta vez puede eliminar eficazmente no solo los microplásticos del agua sino también los COV de tamaño muy pequeño basándose en el efecto fototérmico. Al mismo tiempo, se espera que se utilice como un material de adsorción de alta eficiencia que pueda comercializarse en el futuro, ya que tiene competitividad de costos en función de las materias primas y permite procesos de purificación de agua basados ​​en energía solar.

La contaminación del agua causada por el rápido desarrollo de la industria química es un problema representativo de la contaminación ambiental. Se han desarrollado diversas tecnologías y materiales de purificación de agua para resolver este problema. Los materiales porosos a base de carbono que utilizan mecanismos de adsorción existentes tienen limitaciones porque la tasa de adsorción es lenta y se requiere alta energía térmica para su reciclaje. Se han desarrollado varios materiales para mejorar la eficiencia de la eliminación de contaminantes, pero ha sido difícil desarrollar materiales que satisfagan simultáneamente una excelente reciclabilidad, alta eficiencia, eficiencia económica de las materias primas y potencial de industrialización.

El equipo de Chi-Young logró sintetizar un polímero poroso con un excelente rendimiento de adsorción y propiedades fototérmicas haciendo reaccionar un precursor económico y eficaz. Además, se experimentó una reacción de oxidación adicional en el polímero y, según los resultados, se introdujo un grupo funcional hidrófilo para permitir una rápida adsorción de microcontaminantes en el ambiente acuático.

Además, se confirmó mediante experimentos que el polímero desarrollado por el equipo de investigación no requiere alta energía térmica para reciclarse y puede usarse varias veces sin pérdida de rendimiento. El equipo de investigación produjo una membrana de tratamiento de agua capaz de evaporar el agua utilizando la energía solar como fuerza impulsora a través de la capacidad del polímero desarrollado para absorber la luz ampliamente y convertir la luz absorbida en calor. Como resultado, se confirmó que la membrana de tratamiento de agua recubierta con el polímero oxidado podía purificar contaminantes fenólicos a través de la luz solar.

Chi-Young dijo: “La tecnología que desarrollamos aquí es una tecnología de purificación de agua incomparable con la mayor eficiencia de purificación del mundo, eliminando más del 99,9 por ciento de los microplásticos fenólicos y los contaminantes COV del agua a velocidades ultraaltas. Esperábamos que fuera una tecnología universal con una alta eficiencia económica que pudiera purificar el agua contaminada y suministrar agua potable incluso en zonas donde no hay suministro de energía”.

Mientras tanto, esta investigación se llevó a cabo con el apoyo del Proyecto de Apoyo a Investigadores Líderes de la Fundación Nacional de Investigación de Corea y el Proyecto de Desarrollo de Tecnología de Nano y Materiales, y Cho Wan-soo del Departamento de Ciencia e Ingeniería Energética de la DGIST, Choi Gyeong-hyeon en la maestría. -El programa combinado de doctorado y Lee Dong-joon en el programa de maestría participaron como autores principales. Los resultados de la investigación fueron seleccionados y publicados como artículo de portada de la 50.ª edición de Advanced Materials, la revista académica más prestigiosa en el campo de los materiales en 2022.

- Este comunicado de prensa fue proporcionado por el Instituto de Ciencia y Tecnología Daegu Gyeongbuk.