Gli ingegneri chimici della Rice University hanno trovato un nuovo catalizzatore in grado di abbattere rapidamente i nitriti, un contaminante comune e dannoso nell'acqua potabile che spesso deriva da un uso eccessivo di fertilizzanti agricoli.

Nitriti e i loro cugini più abbondanti, nitrati, sono composti inorganici che si trovano spesso sia nelle acque sotterranee che in quelle superficiali. I composti sono pericolosi per la salute, e l'Environmental Protection Agency pone limiti rigorosi alla quantità di nitrati e nitriti nell'acqua potabile. Mentre è possibile rimuovere nitrati e nitriti dall'acqua con filtri e resine, il processo può essere proibitivo.

"Questo è un grosso problema, in particolare per le comunità agricole, e non ci sono davvero buone opzioni per affrontarlo, " ha detto Michael Wong, professore di ingegneria chimica e biomolecolare alla Rice e ricercatore capo del nuovo studio. "Il nostro gruppo ha studiato nanocatalizzatori di oro e palladio per diversi anni. Li abbiamo testati contro solventi clorurati per quasi un decennio, e nel cercare altri potenziali usi per questi ci siamo imbattuti in alcuni studi sui catalizzatori al palladio usati per trattare nitrati e nitriti; così abbiamo deciso di fare un confronto".

I catalizzatori sono i matchmaker del mondo molecolare:fanno reagire altri composti tra loro, spesso avvicinandoli, ma i catalizzatori non vengono consumati dalla reazione.

In un nuovo articolo sulla rivista Nanoscala , Il team di Wong ha dimostrato che le nanoparticelle ingegnerizzate di oro e palladio erano molte volte più efficienti nell'abbattere i nitriti rispetto a qualsiasi catalizzatore precedentemente studiato. Le particelle, che sono stati inventati presso il laboratorio di catalisi e nanomateriali di Wong, sono costituiti da un nucleo in oro massiccio parzialmente ricoperto di palladio.

Nell'ultimo decennio, Il team di Wong ha scoperto che questi compositi oro-palladio hanno tempi di reazione più rapidi per abbattere gli inquinanti clorurati rispetto a qualsiasi altro catalizzatore noto. Ha detto che lo stesso si è dimostrato vero per i nitriti, per ragioni ancora sconosciute.

"Non c'è cloro in questi composti, quindi la chimica è completamente diversa, " Ha detto Wong. "Non è ancora chiaro come l'oro e il palladio lavorino insieme per aumentare il tempo di reazione nei nitriti e perché l'efficienza della reazione sia aumentata quando le nanoparticelle avevano una copertura di palladio di circa l'80 percento. Abbiamo diverse ipotesi che stiamo testando ora. "

Ha detto che i nanocatalizzatori di oro-palladio con la formulazione ottimale erano circa 15 volte più efficienti nell'abbattere i nitriti rispetto ai nanocatalizzatori di palladio puro, e circa 7 1/2 volte più efficiente dei catalizzatori fatti di palladio e ossido di alluminio.

Wong ha detto che può immaginare di usare i catalizzatori oro-palladio in una piccola unità di filtrazione che potrebbe essere collegata a un rubinetto dell'acqua, ma solo se il team trova un catalizzatore altrettanto efficiente per abbattere i nitrati, che sono inquinanti ancora più abbondanti dei nitriti.

"I nitriti si formano ovunque tu abbia nitrati, che sono davvero la radice del problema, " Ha detto Wong. "Stiamo studiando attivamente un certo numero di candidati per degradare i nitrati ora, e abbiamo alcune piste positive."