Hardware Ready Ready to Bench?
Materiale da scarti. Un team della Doshisha University, in Giappone, ha sviluppato un materiale derivato dagli scarti di giunco capace di trattenere diversi coloranti presenti nelle acque. Lo studio, pubblicato sul Journal of Environmental Chemical Engineering, descrive un carbone attivo arricchito con rame e testato in laboratorio su tre differenti coloranti.
La capacità di intercettare molecole con cariche elettriche diverse potrebbe essere utile nella depurazione dei reflui industriali. Il processo parte dalla biomassa del giunco, trasformata tramite pirolisi: il materiale viene riscaldato in assenza di ossigeno fino a formare una struttura carboniosa porosa.
Materiale da scarti: perché è importante
Durante questo passaggio sono stati aggiunti nitrato di rame e idrossido di potassio. I gas prodotti dalla biomassa durante il riscaldamento hanno contribuito alla conversione del precursore del rame in particelle metalliche, senza l’aggiunta di ulteriori reagenti riducenti.
Il prodotto ottenuto, denominato ZVCu@BAC, contiene nanoparticelle di rame metallico distribuite all’interno della matrice di carbone attivo. Le analisi rivelano una struttura mesoporosa, caratterizzata da cavità che offrono alle molecole vie d’accesso alla superficie del materiale.
La superficie specifica misurata raggiunge i 984,5 metri quadrati per grammo, mentre il volume totale dei pori è pari a 0,615 centimetri cubi per grammo. La trasformazione di una pianta di scarto in un materiale riutilizzabile potrebbe ridurre i costi della depurazione, a condizione che le prestazioni riscontrate in laboratorio vengano confermate su reflui industriali reali.
Per valutare la capacità di rimozione, il gruppo ha condotto test di adsorbimento in soluzione con blu di metilene, arancio di metile e giallo tramonto. Il primo è un colorante cationico (carica positiva), mentre gli altri due sono anionici (carica negativa). Il materiale ha trattenuto tutti e tre i coloranti durante i test, come riportato dagli autori.
Cosa cambia e quali sono gli effetti
L’interazione potrebbe essere dovuta a diversi meccanismi. Secondo l’analisi dei ricercatori, entrano in gioco attrazione elettrostatica, riempimento dei pori e legami tra le molecole dei coloranti e il rame metallico. Il confronto con carbone di giunco non modificato ha permesso di valutare il contributo delle particelle di rame, che risultano distribuite senza formare aggregati nella matrice.
La rigenerazione è un aspetto cruciale per un possibile impiego pratico. Dopo sei cicli di lavaggio con una soluzione di idrossido di potassio e acetone, il composito ha conservato un’efficienza di rimozione del 90,6% per il blu di metilene e dell’88,0% per l’arancio di metile.
Gli autori stimano inoltre un costo di produzione di circa 1.800 yen al chilogrammo per il processo studiato.
Fonte e approfondimento su materiale da scarti: articolo originale.
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