Un equipo de investigadores de la Universidad de Rice, la Universidad de Carnegie Milán y otras organizaciones globales líderes ha presentado una nueva y audaz hoja de ruta para usar catalis contradictorios para destruir y destruir materiales poliflorovalicales (PFA), que es el “suministro de agua” llamado en el mundo.
En una investigación publicada en El agua de la naturalezaEl equipo internacional de ingenieros ambientales, químicos y expertos en catalis evaluaron las tecnologías catalicas existentes para la destrucción de PFA, propuso una serie de innovaciones para eliminar los límites existentes y enfatizaron la necesidad urgente de mediciones de rendimiento integrales que reflejen los beneficios ambientales y de salud reales.
“El PFAS de Catalis ofrece un camino apasionado para romper por completo las moléculas, pero el enfoque actual aún está cada vez más lejos”, dijo Michael Wang, co -autor y presidente de la ingeniería química y bio -molecular en el arroz. “Necesitamos una forma más proporcional de comparar un mejor diseño, una mejor integración de procesos y tecnologías que causan una reducción en la energía, el costo y la toxicidad”.
Los PFA son compuestos sintéticos utilizados en productos, desde espuma de desglose de incendio hasta productos de cuidado personal y de cuidado personal. Su fluorine de carbono es el más fuerte en la química de enlaces, lo que los hace muy consistentes en el medio ambiente y es difícil de reducir. Los tratamientos tradicionales de agua, como la ósmosis inversa y los filtros de carbono activados, solo separan el PFA del agua, es decir, los desechos tóxicos se dejan atrás.
“El uso de materiales sólidos para acelerar las reacciones químicas, no solo por separado, pero en realidad el PFA es capaz de destruir minerales en el subproducto inofensivo”, dijo Gregory Lori, profesor de la Universidad de la Universidad de Hemarshalag de la Ingeniería Ambiental de Ingeniería Ambiental. “Pero estos sistemas enfrentan numerosos obstáculos, incluidas las malas elecciones, la defensa incompleta y las altas demandas de energía”.
Una de las recomendaciones clave del equipo es un movimiento pretrático para facilitar la compleja sopa de PFA, que a menudo se encuentra en los desechos industriales o el agua subterránea contaminada. Utilizando reacciones químicas uniformes conocidas, dicen que estos compuestos se pueden convertir en un pequeño conjunto de mejores compuestos, que allanan el camino para una destrucción del catálogo más eficiente.
“Como un proceso múltiple, pensando en el tratamiento de los PFA complicados como un proceso de múltiples topes, lo que hace que el diseño de catatrinas sea mucho más viable”, dijo Sara Glass, la primera autora y estudiante graduada en arroz en arroz. “Diseñando y utilizando técnicas de tratamiento que sean realmente efectivas para un paso especial en el colapso, pueden mejorar el rendimiento general y acelerar el desarrollo de soluciones de capital del mundo real”.
Los investigadores sugirieron un “tren de tratamiento” establecido, donde los pasos catalicos se procesan de acuerdo con el compuesto simple de los PFA. Primero, este proceso elimina grupos de cabeza química específicas de las moléculas de PFAS. Después de eso, acorta sus largas cadenas de carbono prefrontadas y arrebata los átomos de fluoren, la clave para su perseverancia. Finalmente, las piezas floridas restantes se dividen en sustancias seguras y naturalmente encontradas como dióxido de carbono, agua e iones de fluoruro. Cada paso en esta etapa utiliza una clínica especial de acuerdo con la estructura química. Por ejemplo, los materiales basados en titanio se utilizan para acelerar la oxidación, mientras que Palidium ayuda a reemplazar los átomos de flúor para el hidrógeno, llamado bajo hidrofluorina. Este enfoque asegura que incluso los compuestos de PFA complejos puedan ser destruidos de manera efectiva en lugar de absorberlo en el sólido, lo que requiere un tratamiento adicional.
“Piense en ello como una carrera de carreras”, dijo Thomas Sanfatal, coutor en ingeniería de arroz e biometular, dijo Thomas Sanfatal y Profesor Asociado de Fideicomisario de William Marsh Rice. “Cada catalizador deja parcialmente el PFA en el siguiente hasta que el UNO esté completamente roto. Nuestro objetivo es definir completamente”.
Los investigadores enfatizaron la importancia de hacer catalizadores que se dirigen al PFA y lo rompan sin participar en otras sustancias que se encuentran comúnmente en el agua contaminada. Para hacerlo, están buscando catalizadores que atraigan mejor el PFA y estén utilizando modelos de computadora y aprendizaje automático para predecir y mejorar el diseño clínico.
“Todavía estamos aprendiendo en qué circunstancias se rompe el PFA”, dijo Pedro Alvari, director del Profesor de Ingeniería Civil y Ambiental y Instituto de Investigación de Tecnologías de Agua de Rice de George R. Brown. “La imitación de potencia de datos puede acelerar dramáticamente el proceso”.
El equipo también introdujo una nueva matriculación de energía llamada energía eléctrica por orden de desfotitación (EEOD) para comparar cuán efectivamente se rompen los diversos del enlace de carbono del sistema Colin. A diferencia de las medidas de eliminación tradicionales, el EEOD se centra en el declive real, no solo la separación.
El estudio se ha concluido con la cooperación interreligiosa y las demandas de intercambio de datos abiertos para mejorar las estrategias de tratamiento de PFAS, que requieren expansión, métodos de destrucción efectiva de costo.
Wang dijo: “PFA es un desafío de generación”. Lo debemos a una solución inteligente y sostenible para las generaciones futuras, y Catalis puede ser uno de ellos. “
La investigación fue asistida por la National Science Foundation, el Instituto Nacional de Ciencias de la Salud Ambiental, la Facultad de Ingeniería de Carnegie Milán, con la Comunidad de Dean y la Comunidad de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China.
