Un modo per rimuovere i nitrati nocivi dall'acqua potabile è catalizzare la sua conversione in azoto. Questo processo ha l'inconveniente di produrre spesso ammoniaca. Utilizzando nanoparticelle di palladio come catalizzatore, e controllando attentamente le loro dimensioni, questo inconveniente può essere parzialmente eliminato. È stata una ricerca condotta da Yingnan Zhao del MESA+ Institute for Nanotechnology dell'Università di Twente che ha portato a questa scoperta.
A causa dell'uso eccessivo di fertilizzanti, le nostre acque sotterranee sono contaminate da nitrati, che rappresentano un problema se entrano nella rete idrica. I livelli sono diminuiti notevolmente negli ultimi anni, a seguito di diverse direttive europee. Inoltre, il programma Approccio integrato all'azoto è stato lanciato in diverse riserve naturali olandesi all'inizio di gennaio. Affrontare il problema alla fonte è una cosa, ma sarà comunque necessario trattare la rete idrica. Sebbene ciò possa essere ottenuto attraverso la conversione biologica (usando i batteri per convertire il nitrato in gas azoto), questo è un processo lento. L'uso del palladio per catalizzare la conversione del nitrato in azoto accelera enormemente il processo. Però, questa reazione ha l'inconveniente di produrre un sottoprodotto dannoso:l'ammoniaca.
Superficie esposta
La quantità di ammoniaca prodotta sembra dipendere dal metodo utilizzato per preparare il palladio e dalla struttura fisica del catalizzatore. Yingnan Zhao ha deciso di utilizzare particelle di palladio colloidale di dimensioni nanometriche, poiché le loro dimensioni possono essere facilmente controllate. Queste particelle sono fissate su una superficie, quindi non finiscono nella rete idrica. Però, è importante evitare che si accumuli insieme, quindi vengono aggiunti stabilizzanti come alcol polivinilico. Sfortunatamente, questi stabilizzanti tendono a schermare la superficie delle particelle di palladio, che riduce la loro efficacia come catalizzatore. Introducendo trattamenti aggiuntivi, Yingnan Zhao è riuscito a esporre nuovamente completamente la superficie catalitica oa manipolarla in modo controllato. Ciò ha portato a nanoparticelle di palladio che possono catalizzare la conversione in azoto, pur producendo pochissima ammoniaca. Ciò ha portato all'ulteriore sviluppo del trattamento catalitico dell'acqua (in dispositivi compatti per uso domestico, per esempio) un passo più vicino.
Yingnan Zhao, chi è di Heze, Shandong, Cina, ha condotto le sue ricerche nel gruppo Catalytic Processes and Materials del Prof. Leon Lefferts. Ha difeso la sua tesi, che si intitola "Nanoparticelle colloidali come catalizzatori e precursori di catalizzatori per l'idrogenazione dei nitriti" giovedì 15 gennaio.
