В Корее разрабатывают технологию извлечения и электролиза ПФАС в воде с помощью электропроводящего полимера
- 16 янв.
- 3 мин. чтения
Корреспондент Гу Бон Хёк
- UNIST разрабатывает технологию адсорбции и десорбции перфторированных органических соединений (PFAS)
- При концентрировании расход энергии на электролиз снижается до 1/20
Сковорода [База данных Herald]
Разработана новая технология для обработки перфторированных органических соединений (перфторалкильные и полифторалкильные соединения или PFAS), часто называемых «вечными химикатами», поскольку они устойчивы к биоразложению в течение сотен лет.
15 января группа исследователей под руководством профессора Ким Гви Ёна с кафедры геологии, экологии, городского и гражданского строительства и профессора Ким Бён Чжо из Высшей школы полупроводниковых материалов и компонентов UNIST объявила о разработке технологии, использующей проводящие полимеры для адсорбции и концентрирования PFAS низкой концентрации в воде с последующим электролизом.
PFAS используются в покрытиях для сковородок, водонепроницаемой одежде и полупроводниковых процессах, но в природе они разлагаются крайне редко. В связи с недавними исследованиями, показавшими, что даже следовые количества PFAS могут влиять на здоровье, такие страны, как Корея и США, ужесточают ограничения на содержание PFAS в питьевой воде до нанограммов на литр или менее. Это привело к растущей потребности в технологиях, способных эффективно очищать даже сточные воды с низкой концентрацией PFAS.
Исследовательская группа разработала технологию, использующую проводящие полимеры для концентрирования, отделения и электролиза PFAS низкой концентрации в сточных водах. Эта технология основана на том, что свойства проводящих полимеров изменяются в зависимости от таких факторов, как направление приложенного напряжения.
Механизм адсорбции/десорбции перфторированных органических соединений (PFAS) в зависимости от изменений электрического состояния проводящего полимера полианилина [Предоставлено UNIST]
Когда электрод, покрытый проводящим полимером, помещают в сточные воды и подают напряжение, полимер собирает PFAS на своей поверхности, подобно тому как магнит притягивает железные опилки. Изменение направления напряжения приводит к отрыву PFAS от электрода. Этот принцип позволяет избирательно извлекать разбавленные, взвешенные PFAS из воды, что позволяет собирать их в высоких концентрациях и обрабатывать отдельно, требуя значительно меньше электроэнергии, чем при низких концентрациях.
Исследовательская группа продемонстрировала, что этот метод разлагает PFAS с более чем в 20 раз меньшей электроэнергией, чем традиционные электрохимические методы разложения, что подтверждает его применимость даже в сложных условиях качества воды, таких как очищенные сточные воды и водопроводная вода.
Кроме того, они разработали систему очистки, которая объединяет адсорбционный электрод для сбора PFAS и электрод для их разложения в одном резервуаре. Этот метод позволяет осуществлять непрерывное отделение и разложение, еще больше упрощая процесс очистки от PFAS.
В настоящее время сточные воды с низким содержанием PFAS обрабатываются преимущественно методами, в котором этапы «отделения» и «очистки» четко разделены: сначала PFAS адсорбируются активированным углем или другими материалами, а затем сжигаются при высокой температуре или захороняются на полигоне. Причем при захоронении на полигоне PFAS просто «изолируются», а не разлагаются в окружающей среде.
Команда UNIST, проводившая данное исследование (слева направо): профессор Ким Гви Ён, профессор Ким Бён Чжо, научный сотрудник До Сон Хун и научный сотрудник Ом Сан Мин [Фото предоставлено UNIST]
«В отличие от традиционных адсорбентов, проводящие полимеры не требуют химической обработки для десорбции и последующей регенерации. Кроме того, адсорбированные PFAS легко отделяются, что делает их экономичной альтернативой для очистки сточных вод с низкой концентрацией PFAS» - сказал профессор Ким Гви Ён.
«В отличие от существующих технологий, наш метод объединяет этапы отделения и обработки и позволяет разлагать отделенные от сточных вод PFAS вместо их сжигания или захоронения на свалках».
Данное исследование, проведенное при поддержке Национального исследовательского фонда Кореи, опубликовано 13 января в международном журнале Environmental Science & Technology.
Комментарии