Os filtros de membrana não requerem muita energia para purificar a água, tornando-os populares para o tratamento de águas residuais. Para manter esses materiais em ótimas condições, eles geralmente são limpos com grandes quantidades de produtos químicos fortes, mas alguns desses agentes destroem as membranas no processo. Agora, os pesquisadores relatam em Materiais e Interfaces Aplicadas ACS desenvolveram catalisadores de nanopartículas reutilizáveis ​​que incorporam glicose para ajudar a quebrar eficientemente os contaminantes dentro desses filtros sem danificá-los.
Normalmente, os filtros de águas residuais sujos são desobstruídos com ácidos fortes, bases ou oxidantes. Oxidantes contendo cloro, como alvejante, podem quebrar os detritos orgânicos mais resistentes. Mas eles também danificam as membranas de poliamida, que estão na maioria dos sistemas comerciais de nanofiltração, e produzem subprodutos tóxicos. Uma alternativa mais suave ao alvejante é o peróxido de hidrogênio, mas decompõe os contaminantes lentamente.

Anteriormente, os cientistas combinaram peróxido de hidrogênio com óxido de ferro para formar radicais hidroxila que melhoram a eficiência do peróxido de hidrogênio em um processo conhecido como reação de Fenton. No entanto, para que a reação de Fenton limpe os filtros, são necessários peróxido de hidrogênio e ácido extras, aumentando os custos financeiros e ambientais. Uma maneira de evitar esses produtos químicos adicionais é usar a enzima glicose oxidase, que forma simultaneamente peróxido de hidrogênio e ácido glucônico a partir de glicose e oxigênio. Assim, Jianquan Luo e seus colegas queriam combinar glicose oxidase e nanopartículas de óxido de ferro em um sistema que catalisa a quebra de contaminantes baseada em Fenton, criando um sistema de limpeza eficiente e delicado para filtros de membrana.

Primeiro, os pesquisadores compararam a remoção de contaminantes orgânicos de filtros de poliamida pela enzima glicose oxidase e nanopartículas de óxido de ferro com outros métodos de limpeza, incluindo a tradicional reação de Fenton. Eles descobriram que essa abordagem era superior em quebrar os contaminantes comuns bisfenol A e azul de metileno, ao mesmo tempo em que preservava mais da estrutura da membrana.

Encorajados por seus resultados iniciais, a equipe combinou glicose oxidase e óxido de ferro em uma única nanopartícula, conectando-os com uma ponte amino.

Finalmente, eles testaram a capacidade da nova nanopartícula de limpar membranas de nanofiltração embebidas em azul de metileno, que sujaram e limparam por três ciclos. Após cada ciclo de limpeza, as nanopartículas foram recuperadas com um ímã e reutilizadas com glicose fresca para ativar o catalisador. As nanopartículas foram altamente eficazes na limpeza das membranas, devolvendo-as a 94% de sua capacidade inicial de filtração de água. Como as nanopartículas não requerem produtos químicos fortes e são facilmente recuperáveis, os pesquisadores dizem que seu novo sistema é uma abordagem "mais verde" e mais econômica para a limpeza de membranas de nanofiltração. + Explorar mais

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