Un nouveau filtre est efficace à 99 % pour éliminer les microplastiques de l'eau en quelques secondes

Jul 07, 2023

Institut des sciences et technologies de Daegu Gyeongbuk (DGIST)

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Des chercheurs coréens ont développé une nouvelle méthode pour purifier l’eau, capable d’éliminer rapidement et efficacement les microplastiques et autres polluants. Il s’agit d’une manière créative et importante de résoudre le problème des microplastiques dans l’environnement, qui ne cesse de s’aggraver.

Étant donné que le plastique est courant dans la société moderne, il n’est pas surprenant que de minuscules morceaux de plastique puissent être trouvés presque partout sur Terre, même dans des endroits censés être propres. De pôle en pôle, des fosses océaniques les plus profondes jusqu’aux plus hauts sommets montagneux, des microplastiques ont été découverts et remontent la chaîne alimentaire jusqu’à nous.

Certains matériaux étudiés pour aider à éliminer les microplastiques comprennent la nanocellulose, les fils semi-conducteurs, les « nanopiliers » magnétiques et les colonnes de filtration faites de sable, de gravier et de biofilms.

Une nouvelle conception a désormais montré son potentiel, selon les experts de l'Institut des sciences et technologies de Daegu Gyeongbuk (DGIST) en Corée du Sud.

La substance connue sous le nom de structure triazène covalente (CTF) est la clé. Parce que ce matériau est très poreux et possède une grande surface, il dispose de beaucoup d’espace à l’intérieur pour stocker les molécules qu’il capture. Des recherches récentes ont montré que des composés similaires peuvent éliminer les colorants organiques présents dans les eaux usées industrielles.

L'équipe a travaillé dur pour rendre les molécules du CTF plus avides d'eau (appelées « hydrophiles »), puis a soumis le matériau à un processus d'oxydation doux.

Plus de 99,9 % des contaminants auraient été éliminés de l’eau en seulement 10 secondes, grâce à la rapidité d’action du filtre. De plus, le matériau peut être recyclé plusieurs fois sans perdre son efficacité.

Dans une autre expérience, les scientifiques ont fabriqué un type de polymère capable d'absorber la lumière du soleil, de la transformer en chaleur, puis d'utiliser cette chaleur pour nettoyer les produits chimiques organiques volatils (COV), qui sont également des polluants. Sous la force d’une seule irradiation solaire, cela a permis d’éliminer plus de 98 % des COV.

Plus de 99,9 pour cent des deux contaminants pourraient être éliminés par un prototype utilisant les deux membranes.

"La technologie que nous avons développée ici est une technologie de purification de l'eau inégalée avec la plus haute efficacité de purification au monde, éliminant plus de 99,9 % des microplastiques phénoliques et des contaminants COV présents dans l'eau à des vitesses ultra-élevées", a expliqué le professeur Park Chi-Young, auteur principal de l'étude. étude.

"Nous nous attendions à ce qu'il s'agisse d'une technologie universelle à haute efficacité économique, capable de purifier l'eau contaminée et de fournir de l'eau potable même dans les zones où il n'y a pas d'alimentation électrique", a-t-il ajouté.

Vous pouvez consulter l’étude complète par vous-même dans la revue Advanced Materials.

Résumé de l'étude :

« La pénurie d'eau douce est en train de devenir l'un des défis mondiaux les plus critiques en raison de la grave pollution de l'eau causée par les micropolluants et les composés organiques volatils (COV). Cependant, la technologie de purification actuelle montre une absorption lente des micropolluants et nécessite un processus à forte intensité énergétique pour éliminer les COV de l'eau. Dans cette étude, un cadre de triazine covalent (CTF) d'ingénierie moléculaire très efficace pour l'adsorption rapide des micropolluants et les performances d'interception des COV à l'aide de la distillation solaire est rapporté. La conception supramoléculaire et l'oxydation douce des CTF (CTF-OX) permettent des canaux internes hydrophiles et améliorent tamisage moléculaire des micropolluants. Le CTF-OX présente une efficacité d'élimination rapide des micropolluants (> 99,9 % en 10 s) et peut être régénéré plusieurs fois sans perte de performance. Les taux d'absorption des micropolluants sélectionnés sont élevés, avec des taux d'absorption initiaux de 21,9 g mg− 1 min−1, qui sont les taux les plus élevés enregistrés pour l'adsorption du bisphénol A (BPA). De plus, la fabrication de membranes composites photothermiques à l'aide de CTF-OX présente un taux de rejet de COV élevé (jusqu'à 98 %) sous 1 irradiation solaire (1 kW m−2 ). Un prototype de système de purification synergique composé d’une membrane d’adsorption et d’une membrane solaire peut éliminer efficacement plus de 99,9 % des dérivés mixtes du phénol. Cette étude fournit une stratégie efficace pour l'élimination rapide des micropolluants et un rejet élevé de COV via un processus d'évaporation solaire.