Mit kostengünstigen Rohstoffen Wasser mit hoher Geschwindigkeit reinigen

Dec 07, 2023

DGIST (Präsident: Kuk Yang) Team von Professor Park Chi-Young vom Department of Energy Science and Engineeringerfolgreich entwickelt „atypisches poröses Polymermaterial“, das phenolische organische Verunreinigungen im Wasser bei ultrahohen Geschwindigkeiten vollständig entfernen kann. Das dieses Mal entwickelte poröse Material kann nicht nur Mikroplastik im Wasser, sondern auch sehr kleine VOCs auf Basis des photothermischen Effekts effizient entfernen. Gleichzeitig wird erwartet, dass es als hocheffizientes Adsorptionsmaterial verwendet wird, das in Zukunft kommerzialisiert werden kann, da es hinsichtlich der Rohstoffkosten wettbewerbsfähig ist und solarbasierte Wasserreinigungsprozesse ermöglicht.

Die durch die rasante Entwicklung der chemischen Industrie verursachte Wasserverschmutzung ist ein repräsentatives Problem der Umweltverschmutzung. Zur Lösung dieses Problems wurden verschiedene Wasserreinigungstechnologien und -materialien entwickelt. Poröse Materialien auf Kohlenstoffbasis, die bestehende Adsorptionsmechanismen nutzen, weisen Einschränkungen auf, da die Adsorptionsrate langsam ist und für das Recycling hohe Wärmeenergie erforderlich ist. Es wurden verschiedene Materialien entwickelt, um die Effizienz der Schadstoffentfernung zu verbessern. Es war jedoch schwierig, Materialien zu entwickeln, die gleichzeitig eine hervorragende Recyclingfähigkeit, einen hohen Wirkungsgrad, eine wirtschaftliche Effizienz der Rohstoffe und ein Industrialisierungspotenzial bieten.

Chi-Youngs Team gelang es, durch Reaktion eines kostengünstigen und wirksamen Vorläufers ein poröses Polymer mit hervorragender Adsorptionsleistung und photothermischen Eigenschaften zu synthetisieren. Außerdem wurde eine zusätzliche Oxidationsreaktion am Polymer experimentiert und basierend auf den Ergebnissen eine hydrophile funktionelle Gruppe eingeführt, um eine schnelle Adsorption von Mikroschadstoffen in der aquatischen Umwelt zu ermöglichen.

Darüber hinaus wurde durch Experimente bestätigt, dass das vom Forschungsteam entwickelte Polymer keine hohe thermische Energie für das Recycling benötigt und ohne Leistungsverlust mehrfach verwendet werden kann. Das Forschungsteam stellte eine Wasseraufbereitungsmembran her, die in der Lage ist, Wasser zu verdampfen und dabei Sonnenenergie als treibende Kraft zu nutzen, da das entwickelte Polymer über die Fähigkeit verfügt, Licht umfassend zu absorbieren und das absorbierte Licht in Wärme umzuwandeln. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass die mit dem oxidierten Polymer beschichtete Wasseraufbereitungsmembran phenolische Verunreinigungen durch Sonnenlicht reinigen kann.

Chi-Young sagte: „Die Technologie, die wir hier entwickelt haben, ist eine konkurrenzlose Wasserreinigungstechnologie mit der weltweit höchsten Reinigungseffizienz, die mehr als 99,9 Prozent der phenolischen Mikroplastik- und VOC-Verunreinigungen im Wasser mit ultrahohen Geschwindigkeiten entfernt.“ Wir haben erwartet, dass es sich um eine universelle Technologie mit hoher Wirtschaftlichkeit handelt, die verunreinigtes Wasser reinigen und Trinkwasser auch in Gebieten bereitstellen kann, in denen es keine Stromversorgung gibt.“

In der Zwischenzeit wurde diese Forschung mit Unterstützung des Leading Researcher Support Project und des Nano and Material Technology Development Project der National Research Foundation of Korea sowie von Cho Wan-soo vom DGIST Department of Energy Science and Engineering, Choi Gyeong-hyeon im Master, durchgeführt -Doktoranden-Kombinationsprogramm und Lee Dong-joon im Masterprogramm waren als Hauptautoren beteiligt. Die Forschungsergebnisse wurden als Titelpapier für die 50. Ausgabe von Advanced Materials, der renommiertesten wissenschaftlichen Fachzeitschrift im Bereich Materialien im Jahr 2022, ausgewählt und veröffentlicht.

– Diese Pressemitteilung wurde vom Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology bereitgestellt