新しいグリーン技術で水の浄化を改善


新しいグリーン技術で水の浄化を改善

クレジット: Pixabay

Vortex Fluidic Device のおかげで、効率的な廃水処理プロセスのためのコーティング材料のクリーンでグリーンな手段が改善されました。

フリンダース大学のコリン・ラストン教授によって発明された驚異的なボルテックス流体デバイス (VFD) の適応性と幅広いクリーンケミストリーアプリケーションは、予想外のイノベーションを達成し続けています。

今回は、VFD を使用して、不純物をリアルタイムで検出する水処理の可能性を実証しました。

2013 年以来、ラストン教授は彼のチームと協力して、VFD の可能性を探求してきました。VFD は、化学反応性、材料処理、自己組織化システムの構造の調査を制御し、迅速かつ予測可能な変更を可能にします。

VFD は、エステル、アミド、尿素、イミン、α-アミノリン酸、β-ケト エステル、修飾アミノ酸、および局所麻酔薬であるリドカインの合成においてその能力を示しています。

現在、フリンダース大学の理工学部の Xuan Luo 博士は、VFD を使用して複合材料を調製し、染料分解/廃水処理のためにコーティングする研究を主導しています。

「VFD を使用すると、材料を 1 つの層としてコーティングできるだけでなく、多段階反応用の分離バンドとしてコーティングすることもできます」と Luo 博士は言います。 「このセットアップは複数の合成染料に適用され、VFD の使用中に分解効率が劇的に向上することがわかりました。」

現在の研究は、巻き上げて VFD に挿入し、反応後に取り外し、すすぎ、再保存できる柔軟な膜上に準備される、より効果的で堅牢なコーティングに焦点を当てています。

「アプリケーションは水処理に適用されるだけでなく、診断などの健康関連分野にも大きな可能性を秘めています」と Luo 博士は言います。

「フェントン様有機染料分解のための磁鉄鉱ナノ粒子/リン酸銅ナノフラワー複合体」という研究が、 ACS応用ナノ材料.

テストされた技術は、材料の製造、反応器のコーティング、および材料の「バンディング」に 3 つの異なる VFD アプリケーションを使用するための迅速かつ持続可能な方法を提供しました。 材料は、VFD の急速に回転するチューブの表面に対して磁気的に保持され、リアルタイム監視下で 4 つの異なる有機染料を分解する際の触媒活性を高め、バッチ処理と比較して分解効率が少なくとも 5 倍向上しました。

プラットフォームの性能をさらに向上させるために、VFD チューブ反応器は化学的に変更され、複合ナノフラワーと相乗的に作用するシリカ活性化炭素キセロゲル コーティングの薄層が組み込まれました。 このコーティングされたチューブは、安定性と再利用性が高く、バッチ処理に比べて分解効率が約 30 倍に劇的に向上します。

紫外可視分光法ベースのプローブを統合することで、反応のリアルタイム監視が可能になり、反応後のコーティング層を評価するための直接的なツールも提供されます。

この研究は、ハイブリッド材料の合理的な設計と、リアルタイムでの有機染料の効率的な分解に向けた修正された VFD チューブ反応器の使用を提供します。

コリン・ラストン教授は、基礎研究から応用産業に至るまで、処理効率が大幅に向上した高速で環境に優しい材料製造が水処理に効果的であると付け加えています。

「この研究は、膜やコーティング技術などの他のアプリケーションで重要となる新しい形態の検出につながるでしょう」と彼は言います。


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詳しくは:
Xuan Luo et al., マグネタイト ナノ粒子/リン酸銅ナノフラワー複合材料によるフェントン様有機染料分解, ACS応用ナノ材料 (2022)。 DOI: 10.1021/acsanm.2c00037

フリンダース大学提供

引用: 水浄化は新しいグリーン技術で改善 (2022 年 10 月 19 日) https://phys.org/news/2022-10-purification-green-tech.html から 2022 年 10 月 19 日取得

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