HKBU opracowuje nową membranę katalityczną, która zwiększa wydajność oczyszczania ścieków przy użyciu tlenu

Nowa membrana katalityczna rewolucjonizuje oczyszczanie ścieków

Innowacyjne rozwiązanie z Hongkongu

HONG KONG, 20 maja 2025 – Zespół badawczy pod kierownictwem Hong Kong Baptist University (HKBU) opracował nowatorską membranę katalityczną, która znacząco zwiększa efektywność oczyszczania ścieków dzięki zmodyfikowanemu procesowi utleniania (AOP). To przełomowe odkrycie oferuje bezpieczniejsze, bardziej ekonomiczne i przyjazne dla środowiska rozwiązanie w walce z zanieczyszczeniami wód.

Badania opublikowane w prestiżowym czasopiśmie

Wyniki badań zostały opublikowane w międzynarodowym czasopiśmie naukowym Advanced Functional Materials.

Skuteczna walka z zanieczyszczeniami fenolowymi

Zanieczyszczenie wody to palący problem środowiskowy. Związki fenolowe stanowią poważne zagrożenie dla globalnych zasobów wody pitnej, występując powszechnie w ściekach przemysłowych, rolnych i komunalnych. Mogą utrzymywać się w środowisku przez długi czas, kumulować się w organizmach żywych i stanowić ryzyko dla zdrowia ludzi oraz jakości wody. Tradycyjne metody usuwania tych zanieczyszczeń często wymagają użycia niebezpiecznych chemikaliów lub energochłonnych procesów.

Rewolucyjna technologia AOP

Procesy utleniania (AOP) zyskują na popularności jako metoda usuwania zanieczyszczeń z wody. Polegają one na aktywowaniu utleniaczy w reaktywne formy tlenu (ROS), które rozkładają szkodliwe substancje. Szczególnie skuteczny w walce z związkami fenolowymi jest tlen singletowy (¹O₂).

Wyższa efektywność generowania ROS

Dotychczasowe metody wytwarzania ROS wymagały silnych utleniaczy i nakładów energetycznych, co było kosztowne i mało ekologiczne. Dodatkowo tradycyjne systemy AOP borykają się z dwoma wyzwaniami: niską rozpuszczalnością tlenu cząsteczkowego (O₂) w wodzie oraz trudnościami w kontakcie zanieczyszczeń z powierzchnią katalizatora z powodu bariery w postaci otaczającej go warstwy wody.

Przełomowa membrana NGCF-OV

Zespół pod kierunkiem profesora Zhao Juna z Wydziału Biologii HKBU opracował nową membranę katalityczną "NGCF-OV", stworzoną z kompozytu dwóch zaawansowanych materiałów: N-dopedowanego tlenku grafenu i ferrytu kobaltu. Ta innowacyjna membrana skutecznie aktywuje tlen cząsteczkowy do postaci ¹O₂, rozwiązując kluczowe problemy tradycyjnych metod.

Skuteczność potwierdzona w testach

Membrana NGCF-OV zawiera unikalne miejsca aktywne (asymetryczne centra Co-OV-Fe), które modyfikują długość wiązań O₂, przyspieszając transfer elektronów. Dzięki temu ¹O₂ może być wytwarzany bez dodatkowych katalizatorów i zewnętrznych źródeł energii. Dodatkowo, obecność azotu grafitowego w membranie przyciąga zanieczyszczenia do jej powierzchni, minimalizując barierę wodną i znacznie zwiększając efektywność reakcji.

Testy wykazały, że technologia ta całkowicie rozkłada bisfenol A – powszechnie występujący szkodliwy związek – w zaledwie 86 milisekund, przewyższając skutecznością większość istniejących metod.

Zrównoważona przyszłość oczyszczania wody

Profesor Zhao podkreśla: "To przełom w dziedzinie uzdatniania wody, oferujący zrównoważone i efektywne podejście do walki z zanieczyszczeniami. Możliwość generowania reaktywnych form tlenu bez zewnętrznych źródeł energii sprawia, że membrana jest idealna zarówno do awaryjnego usuwania zanieczyszczeń, jak i codziennego stosowania."

Zastosowanie membrany NGCF-OV nie ogranicza się tylko do bisfenolu A – może być wykorzystywana do degradacji różnych organicznych zanieczyszczeń w ściekach, w tym antybiotyków, pestycydów czy barwników. To krok w kierunku rozwoju zaawansowanych technologii ochrony środowiska i zdrowia publicznego.

Oryginalna treść z materiałami multimedialnymi: https://www.prnewswire.com/news-releases/hkbu-develops-new-catalytic-membrane-that-boosts-efficiency-of-cleaning-wastewater-using-oxygen-302459978.html

ŹRÓDŁO: Hong Kong Baptist University