El Instituto de Química Física de la Academia de Ciencias de Polonia en Varsovia acaba de presentar dos nuevos catalizadores desarrollados en estrecha colaboración con la Universidad Jagiellonian en Cracovia y la Universidad Jan Kochanowski en Kielce. Los catalizadores se han diseñado con el tratamiento eficaz del grifoagua en mente, eliminando compuestos de cloro nocivos.
En 2008, en la aldea de Srebrna Gora, en la Baja Silesia, se detectó inesperadamente tricloroetileno en el agua del grifo. Este es un compuesto cancerígeno que conduce al desarrollo de, entre otros, leucemia y linfoma. La fuente de contaminación resultó seruna fábrica que, 20 años antes, se había utilizado para la producción de pinturas y solventes. Solo en Polonia, la contaminación postindustrial con compuestos de cloro ocurre varias veces al año. Un método para prevenir tal peligro, o la rápida eliminación desus efectos pueden ser el uso de los catalizadores desarrollados por los grupos de investigación del Instituto de Química Física de la Academia de Ciencias de Polonia IPC PAS en Varsovia, Polonia, la Universidad Jagiellonian UJ en Cracovia y Jan KochanowskiUniversidad UJK en Kielce. Nuevos catalizadores, que son más baratos y más eficientes que los utilizados hasta ahora, permitirán un uso más amplio de la reacción de hidrodecloración para purificar el agua de manera efectiva, eliminando compuestos orgánicosque contiene cloro
El tricloroetileno, un líquido incoloro, es una sustancia que hasta el día de hoy se usa a menudo en la industria, entre otros, como solvente para las grasas. Si ingresa en un tanque de agua, no se disuelve sino que se hunde hasta el fondo, dondepuede permanecer durante muchos años. Si el tanque se utiliza como una toma de agua potable durante este período, en algún momento puede haber una alteración del equilibrio entre los líquidos, y los depósitos de tricloroetileno pueden mezclarse con el agua absorbida por el suministro de agua.Otra fuente de contaminación por tricloroetileno puede ser la atmósfera, ya que este compuesto se evapora y puede transmitirse a largas distancias. En el caso de Europa, una fuente de peligro incluye la industria de China.
"El tricloroetileno puede ingresar a nuestros cuerpos cuando consumimos alimentos, mientras nos bañamos o incluso por inhalación", dice la Dra. Anna Srebowata IPC PAS y explica: "En pequeñas cantidades, este compuesto causa dolor abdominal y vómitos. Sin embargo, sisu concentración en el agua excede la norma durante un período más largo, las víctimas pueden sufrir daños en el hígado, el corazón y el cerebro, así como el desarrollo de cáncer, particularmente leucemia, linfoma y cáncer de vejiga. Métodos rápidos y económicos para eliminar el tricloroetileno del aguason, por lo tanto, de gran importancia para la sociedad "
Estudiante de doctorado Izabela I. Kami? Ska IPC PAS explica los detalles de la investigación de la siguiente manera: "Los compuestos orgánicos de cloro pueden eliminarse del agua mediante una reacción conocida como hidrodecloración. Utiliza pequeñas cantidades de hidrógeno y un producto adecuadamente seleccionadocatalizador, generalmente paladio. La reacción resultante hace que los compuestos organoclorados en el agua se conviertan en sustancias no tóxicas: hidrocarburos saturados e insaturados. En el caso de la reacción con tricloroetileno, estos son etano y etileno ".
El paladio es un elemento muy costoso, por lo que en los catalizadores de paladio, lo importante es la distribución uniforme de nanopartículas de este metal en la superficie del soporte. Esta condición se cumple con el catalizador sintetizado en la Universidad Jagiellonian sobre una base de zeolitaZSM5 - sílice-alúmina porosa con una estructura ordenada. Después de enjuagar los átomos de silicio y cubrir el material con paladio se obtiene un catalizador que, como se muestra en las mediciones de IPC PAS, es extremadamente efectivo para eliminar el tricloroetileno del agua.Desde un punto de vista práctico, es al mismo tiempo importante que en el nuevo catalizador el paladio esté inmediatamente en forma reducida, por lo que está listo para usar inmediatamente después de la síntesis.
"Durante muchos años se pensó que las zeolitas no son adecuadas para la reacción de hidrodecloración porque no son resistentes a la mezcla de reacción. Sin embargo, en nuestros experimentos hemos demostrado que pueden usarse para crear un catalizador de paladio altamente eficiente.Es el alto rendimiento y la velocidad de acción lo que hace que el nuevo catalizador sea tan interesante, a pesar del uso de paladio ", dice el Dr. Srebowata.
Se ha demostrado que una alternativa atractiva a los metales preciosos son los catalizadores de níquel. Dicho material se obtuvo sobre una base de estructuras de carbono ordenadas producidas por químicos del UJK. Estas estructuras se caracterizan por la presencia de mesoporos, es decir, poros con tamaños de variosdocena de nanómetros. En el IPC PAS, a los materiales de carbono preparados de esta manera se les aplicó níquel, que luego se redujo a la fase metálica.
"Hemos demostrado que un catalizador compuesto de níquel soportado sobre carbón activado mesoporoso elimina el tricloroetileno del agua. Aunque el proceso de hidrodescloración en sí se lleva a cabo un poco más lentamente que en el caso de los catalizadores de paladio, existen, sin embargo, factores económicos importantes,porque el níquel es un elemento relativamente económico. Además, nuestro nuevo catalizador funciona incluso en pequeñas cantidades y se degrada muy lentamente, lo que confirma nuestra creencia de que puede ser un excelente reemplazo para los metales nobles caros ", señala el Dr. Srebowata.
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Materiales proporcionado por Instituto de Química Física de la Academia de Ciencias de Polonia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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