Os engenheiros químicos da Rice University melhoraram seu projeto para um catalisador movido a luz que decompõe rapidamente o PFOA, um dos poluentes "para sempre químicos" mais problemáticos do mundo.
Michael Wong e seus alunos fizeram a surpreendente descoberta em 2020 de que o nitreto de boro, um pó comercialmente disponível que é comumente usado em cosméticos, poderia destruir 99% do PFOA, ou ácido perfluorooctanóico, em amostras de água em apenas algumas horas quando exposto a ultravioleta. luz com um comprimento de onda de 254 nanômetros.

"Isso foi ótimo porque o PFOA é um poluente cada vez mais problemático e muito difícil de destruir", disse Wong, autor correspondente de um estudo sobre o catalisador redesenhado no Chemical Engineering Journal . "Mas também foi menos do que ideal porque o nitreto de boro foi ativado por UV de ondas curtas, e a atmosfera filtra quase todo o UV de ondas curtas da luz solar. Queríamos aumentar ao máximo a capacidade do nitreto de boro de acessar energia de outros comprimentos de onda da luz solar."

UV de onda longa, ou UV-A, tem comprimentos de onda que variam de cerca de 315-400 nanômetros. É o que causa bronzeados e queimaduras solares, e é abundante na luz do sol que atinge a Terra. O nitreto de boro é um semicondutor e não é ativado por UV-A. O dióxido de titânio, um ingrediente comum em protetores solares, é um semicondutor que é ativado por UV-A, e até foi demonstrado que catalisa a quebra de PFOA, embora muito lentamente, quando exposto a UV-A.

Então, Wong e os autores co-líderes do estudo, Bo Wang, Lijie Duan e Kimberly Heck, decidiram criar um composto de nitreto de boro e dióxido de titânio que combinasse as melhores características dos catalisadores individuais. Em seu novo estudo, eles mostraram que os compósitos alimentados por UV-A destruíram o PFOA cerca de 15 vezes mais rápido do que os fotocatalisadores simples de dióxido de titânio.

Ao analisar medições de resposta de fotocorrente e outros dados, a equipe de Wong aprendeu como seu composto semicondutor coletava energia UV-A para quebrar moléculas de PFOA na água. Em experimentos ao ar livre usando garrafas plásticas de água sob luz solar natural, eles descobriram que os compostos de nitreto de boro-dióxido de titânio podem degradar cerca de 99% do PFOA em água deionizada em menos de três horas. Em água salgada, esse processo levou cerca de nove horas.

Evidências crescentes sugerem que o PFOA é prejudicial à saúde humana. Alguns estados dos EUA estabeleceram limites para a contaminação por PFOA na água potável e, em março de 2021, a Agência de Proteção Ambiental anunciou planos para desenvolver padrões federais.

A crescente pressão regulatória para definir os padrões de PFOA fez com que as estações de tratamento de água procurassem maneiras novas e econômicas de remover o PFOA da água, disse Wong.

O PFOA é um dos PFAS (substâncias perfluoroalquil e polifluoroalquil) mais prevalentes, uma família de compostos desenvolvida no século 20 para fazer revestimentos para roupas impermeáveis, embalagens de alimentos e outros produtos. Os PFAS foram apelidados de produtos químicos para sempre porque não são facilmente degradados e tendem a permanecer no meio ambiente. Wong disse que sua equipe está avaliando quão bem seu fotocatalisador composto funciona para quebrar outros PFAS.

Ele disse que as tecnologias de nitreto de boro e catalisadores compostos já atraíram a atenção de vários parceiros industriais no Centro de Pesquisa de Engenharia de Nanosistemas baseado em arroz para tratamento de água habilitado para nanotecnologia (NEWT), que é financiado pela National Science Foundation para desenvolver água fora da rede sistemas de tratamento. + Explorar mais

O nitreto de boro destrói os produtos químicos 'para sempre' PFOA, GenX