Une nouvelle classe de matériaux hybrides durables et à faible coût pourrait éventuellement remplacer le charbon actif en tant que choix préféré pour réduire les eaux usées et la pollution de l'air. Le matériel, décrit dans Frontières en chimie , est synthétisé à peu de frais à partir de déchets solides et d'un polymère naturellement abondant et peut réduire les polluants dans l'air et les eaux usées avec plus de succès que le charbon actif, l'adsorbant de référence actuel.

"Cet article montre la synthèse simple d'un nouveau matériau hybride poreux, obtenu en utilisant des matériaux à faible coût et des sous-produits, " dit l'auteur principal, Dr. Elza Bontempi de l'Université de Brescia, Italie. "Le matériel a été conçu sur la base de la demande de la Commission européenne de développer un solution matérielle durable et innovante axée sur la conception qui peut réduire la concentration de particules dans les zones urbaines."

Matières particulaires :particules solides et gouttelettes liquides présentes dans l'air et émises par les centrales électriques, industrie, automobiles et incendies—est omniprésent dans les villes et même à la campagne. De plus, des millions de tonnes d'effluents industriels sont rejetés dans les eaux du monde chaque année. Les matières particulaires et les colorants organiques sont tous deux hautement toxiques pour les écosystèmes et pour l'humanité.

Le charbon actif est l'adsorbant le plus couramment utilisé pour réduire la pollution atmosphérique et les eaux usées, mais il est coûteux à produire et à régénérer. Le défi a été de trouver une alternative économique.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont combiné une matière première naturellement abondante, l'alginate de sodium (un polysaccharide qui peut être extrait des algues et des algues) avec un sous-produit industriel à haut volume, fumée de silice (un sous-produit du traitement du ferrosilicium ou d'un alliage métallique de silicium) pour produire un adsorbant « vert » qui est meilleur que le charbon actif.

"L'article rapporte des résultats préliminaires sur la capacité du nouveau matériau à capturer les particules, " explique le Dr Bontempi. " Il peut également être utilisé pour l'assainissement des eaux usées. En particulier, sa capacité à remplacer le charbon actif est démontrée."

La méthode de synthèse est simple et facile à mettre à l'échelle. Profitant des propriétés gélifiantes de l'alginate, les chercheurs l'ont combiné avec la décomposition de bicarbonate de sodium de qualité alimentaire (bicarbonate de soude) pour consolider le matériau. Des tests de pollution des eaux usées ont été effectués en utilisant un colorant bleu de méthylène comme polluant modèle. Le matériau hybride a adsorbé et éliminé le colorant, même à des concentrations élevées, avec une efficacité de 94%.

Les analyses ont révélé que, par rapport au charbon actif, la production du matériau hybride consommait moins d'énergie (« énergie grise ») tout en laissant une empreinte carbone beaucoup plus faible. Le matériau a également démontré des capacités encourageantes pour piéger les particules de gaz d'échappement diesel.

Le matériau peut être appliqué comme un revêtement, utilisé pour la pulvérisation ou le brossage, et utilisé pour l'impression 3D. Cela signifie qu'il pourrait être utilisé pour couvrir les surfaces extérieures du bâtiment pour éliminer des matières particulières, ainsi que de concevoir des unités de filtration d'eau.

Cette polyvalence est un nouvel ajout passionnant à la boîte à outils de l'humanité pour réduire la pollution de l'air et de l'eau.