p Enriquecido com ferro:Já não serve apenas para cereais matinais. Pesquisadores da Universidade de Illinois demonstraram um método mais simples de adicionar ferro a minúsculas esferas de carbono para criar materiais catalíticos que têm o potencial de remover contaminantes de gases ou líquidos. p Mark Rood, professor de engenharia civil e ambiental, o estudante de graduação John Atkinson e sua equipe descreveram sua técnica no jornal Carbono .

p Estruturas de carbono podem ser uma base de suporte para catalisadores, como ferro e outros metais. O ferro está prontamente disponível, catalisador de baixo custo com possíveis aplicações catalíticas para células de combustível e aplicações ambientais para adsorção de produtos químicos prejudiciais, como arsênio ou monóxido de carbono. Os pesquisadores produzem uma matriz de carbono que tem muitos poros ou túneis, como uma esponja. A grande área de superfície criada pelos poros fornece locais para dispersar minúsculas partículas de ferro por toda a matriz.

p Uma fonte comum de carbono é o carvão. Tipicamente, os cientistas modificam os materiais à base de carvão em carvão ativado altamente poroso e, em seguida, adicionam um catalisador. O processo de várias etapas leva tempo e uma enorme quantidade de energia. Além disso, materiais feitos com carvão são infestados de cinzas, que pode conter traços de outros metais que interferem na reatividade do catalisador à base de carbono.

p A equipe de Illinois está livre de cinzas, o processo barato obtém seu carbono do açúcar em vez do carvão.

p Em um processo contínuo, produz minúsculo, esferas porosas do tamanho de um micrômetro, carbono esponjoso incorporado com nanopartículas de ferro - tudo no espaço de alguns segundos.

p "Isso é o que realmente diferencia isso de outras técnicas. Algumas pessoas carbonizaram e impregnaram com ferro, mas eles não têm área de superfície. Outras pessoas têm área de superfície, mas não foram capazes de carregá-la com ferro, "Atkinson disse." Nossa técnica fornece a superfície de carbono e as nanopartículas de ferro. "

p Os pesquisadores desenvolveram uma técnica chamada pirólise de spray ultrassônico (USP), desenvolvido no laboratório do professor de química Kenneth Suslick da U. de I. em 2005. Suslick usou um umidificador doméstico para fazer névoa fina a partir de uma solução rica em carbono, então direcionou a névoa através de uma fornalha extremamente quente, que evaporou a água de cada gota e deixou minúsculas, esferas de carbono altamente porosas.

p Atkinson usou a USP para fazer suas esferas de carbono, mas adicionou um sal contendo ferro a uma solução de açúcar rica em carbono. Quando a névoa é canalizada para a fornalha, o calor estimula uma reação química entre os ingredientes da solução que cria esferas de carbono com partículas de ferro dispersas por toda parte.

p "Pudemos tirar proveito da técnica USP do Dr. Suslick, e estamos construindo sobre isso, impregnando simultaneamente os carbonos porosos com nanopartículas de metal, "Atkinson disse." É simples porque é contínuo. Podemos isolar o carbono, adicionar poros, e impregnar o ferro nas esferas de carbono em uma única etapa. "

p Outra vantagem da técnica USP é a capacidade de criar materiais para atender a necessidades específicas. Ao fabricar o material do zero, em vez de tentar modificar produtos de prateleira, cientistas e engenheiros podem desenvolver materiais para cenários específicos de resolução de problemas.

p "Agora mesmo, você retira carvão do solo e o modifica. É difícil adaptá-lo para resolver um problema específico de qualidade do ar, "Rood disse." Podemos mudar prontamente este novo material pela forma como ele é ativado para ajustar sua área de superfície e a quantidade de ferro impregnado. Este método é simples, flexível e adaptável. "

p Próximo, os pesquisadores explorarão aplicações para o material. Rood e Atkinson receberam duas bolsas da National Science Foundation para desenvolver as esferas de ferro-carbono para remover o óxido nítrico, mercúrio, e dioxinas de correntes de gás - poluentes bioacumuláveis ​​que têm causado preocupação como emissões de fontes de combustão.

p Atualmente, os três poluentes podem ser tratados separadamente por adsorventes e catalisadores à base de carbono, mas a equipe de Illinois e colaboradores em Taiwan esperam aproveitar as propriedades de adsorção do carbono e a reatividade do ferro para remover os três poluentes dos fluxos de gás simultaneamente.

p "Queremos tirar proveito de sua porosidade e, idealmente, suas aplicações catalíticas também, "Atkinson disse." O carbono é um material muito versátil. O que estou pensando é um controle multipoluente, onde você pode usar a porosidade e o catalisador para resolver dois problemas ao mesmo tempo. "