O ferro nano-zero-valente (nZVI) é frequentemente usado para remover o cromo (VI), um contaminante de metal pesado, devido à sua grande área superficial específica e alta atividade redutora. No entanto, a sua eficácia na remoção de vestígios de metais pesados ​​parece ser modesta e sensível ao pH ambiental.



Uma equipe de pesquisa liderada pelos professores Wu Zhengyan e Zhang Jia, dos Institutos Hefei de Ciências Físicas da Academia Chinesa de Ciências, ofereceu recentemente sua solução. Em seu estudo publicado no Chemical Engineering Journal , eles projetaram materiais nanocompósitos à base de ferro que combinam reações galvânicas e efeitos de nanoconfinamento.

“Este é um progresso importante”, disse o Prof. "Este material é bom para eliminar vestígios de cromo hexavalente (Cr (VI)) de água ácida ou alcalina, o que poderia nos fornecer uma nova maneira de limpar a poluição por metais pesados ​​em condições difíceis."

O nanomaterial mágico mencionado acima é uma célula galvânica Fe-Cu (CnZVI/Cu). É composto por nZVI com nanofissuras e nanoaglomerados de Cu. Ao usar a reação galvânica para acelerar a transferência de elétrons e regular o ambiente de reação pelo efeito de nanoconfinamento, eles podem remover com eficiência vestígios de Cr (VI) em água ácida/alcalina.

Os pesquisadores analisaram ainda os compósitos CnZVI/Cu preparados e investigaram sua taxa de redução e propriedades de reparo para vestígios de Cr(VI) em diferentes faixas de pH. O valor médio do pH nas nanofissuras e a heterogeneidade espacial do limite de prótons em solução alcalina foram investigados com base em cálculos teóricos. Foi demonstrado que o efeito do nanoconfinamento pode ajudar as reações galvânicas a reparar o Cr (VI) de forma eficiente sob condições alcalinas.

Além disso, a liberação secundária de Cr e experimentos de biossegurança mostram que o CnZVI/Cu é ambientalmente estável e bioseguro.

Este nanomaterial inovador mostra-se muito promissor para a remoção eficiente de VI de águas residuais com níveis variados de pH, indicando amplo potencial para aplicações práticas na remediação da poluição por metais pesados, de acordo com os pesquisadores.

Mais informações: Sijia Li et al, Integração de reações galvânicas e nanoconfinamento projetado em nanocompósitos de ferro-cobre para remediação altamente eficiente de água ácida/alcalina contaminada com Cr(VI), Chemical Engineering Journal (2024). DOI:10.1016/j.cej.2024.149533
Informações do diário: Jornal de Engenharia Química

Fornecido pela Academia Chinesa de Ciências