L'équipe de recherche du KIST a observé des matériaux composites de carbone poreux magnétiques au microscope électronique à transmission. Les chercheurs ont testé l'efficacité du composite de carbone poreux en termes de sa capacité à adsorber la « tétracycline, " ou l'antibiotique utilisé pour traiter les infections bactériennes, de l'eau. Les tests ont montré que le matériau nouvellement développé était capable d'éliminer 100% de la tétracycline en environ 90 minutes dans des conditions générales d'eau (pH 6), avec un taux d'adsorption de 671,14 mg/g, ce qui est un taux supérieur à celui des adsorbants précédemment développés. Afin d'évaluer la réutilisabilité du composite de carbone poreux, le processus d'adsorption-désorption a été effectué cinq fois. Même après une utilisation répétée, le matériau a conservé 90 % de ses propriétés d'adsorption, indiquant un degré élevé de stabilité et une large applicabilité pour le traitement de l'eau. Crédit : Institut coréen des sciences et de la technologie (KIST)
Corée du Sud, avec sa forte utilisation d'antibiotiques, est classé comme un pays à haut risque d'émergence de bactéries multirésistantes, ou ce qu'on appelle les "super bactéries". Selon le ministère de l'Environnement, des substances antibiotiques ont été détectées dans les installations de traitement des eaux usées d'élevage, stations d'épuration et dans les rivières.
L'Institut coréen des sciences et de la technologie a annoncé qu'une équipe de recherche, dirigé par les chercheurs Jung Kyung-won et Choi Jae-woo, au Centre de recherche sur le cycle de l'eau du KIST, a développé une haute efficacité, matériau adsorbant utilisant des bouteilles de déchets en PET. Le nouveau matériau devrait aider à résoudre le problème des toxines environnementales et des bactéries résistantes aux antibiotiques qui sont causées par les fuites d'antibiotiques dans l'eau.
Actuellement, la méthode la plus connue pour éliminer efficacement les antibiotiques de l'eau utilise un composite de carbone poreux, synthétisé par pyrolyse de charpentes organométalliques (MOF). Les composites de carbone poreux adsorbent les antibiotiques dans l'eau, les supprimant ainsi. Cependant, le ligand organique généralement utilisé pour synthétiser le MOF étant très coûteux, le coût est un obstacle majeur à la généralisation de cette méthode, application pratique par la production de masse.
Afin de développer une solution plus rentable, l'équipe de recherche KIST s'est intéressée aux bouteilles en PET que les gens utilisent dans leur vie quotidienne. Le PET est un composé de haut poids moléculaire obtenu par polymérisation d'éthylène glycol et d'acide téréphtalique, ce dernier est utilisé comme ligand organique pour les synthèses de MOF. L'équipe de recherche KIST a extrait un ligand organique de haute pureté de bouteilles de déchets en PET et l'a utilisé pour synthétiser un matériau adsorbant à haute efficacité qui pourrait éliminer efficacement les antibiotiques de l'eau d'une manière bénéfique pour l'environnement et l'économie.
L'équipe de recherche KIST a extrait un ligand organique de haute pureté de bouteilles de déchets en PET et l'a utilisé pour synthétiser un matériau adsorbant à haute efficacité qui pourrait éliminer efficacement les antibiotiques de l'eau d'une manière bénéfique pour l'environnement et l'économie. Lors du développement de ce matériau adsorbant, un procédé d'hydrolyse alcaline a été utilisé pour induire une réaction de neutralisation, résultant en la production d'un acide téréphtalique de haute pureté. Crédit : Institut coréen des sciences et de la technologie (KIST)
Lors du développement de ce matériau adsorbant, un procédé d'hydrolyse alcaline a été utilisé pour induire une réaction de neutralisation, résultant en la production d'un acide téréphtalique de haute pureté. Pour maximiser l'efficacité du processus d'hydrolyse alcaline, l'équipe de recherche a incorporé un processus de catalyseur de transfert de phase assisté par ultrasons. En optimisant ce processus, l'équipe a réussi à extraire 100 % d'acide téréphtalique de haute pureté, qu'ils ont ensuite utilisé pour développer un composite de carbone poreux. Le MOF à base de fer a été utilisé comme précurseur afin de conférer du magnétisme au matériau adsorbant. De cette façon, l'équipe a pu développer un éco-matériau qui peut être facilement séparé du mélange après le processus d'adsorption, à l'aide d'un champ magnétique externe.
L'équipe de recherche KIST a testé l'efficacité du composite de carbone poreux en termes de sa capacité à adsorber la « tétracycline, " ou l'antibiotique utilisé pour traiter les infections bactériennes, de l'eau. Les tests ont montré que le matériau nouvellement développé était capable d'éliminer 100% de la tétracycline en environ 90 minutes dans des conditions générales d'eau (pH 6), avec un taux d'adsorption de 671,14 mg/g, ce qui est un taux supérieur à celui des adsorbants précédemment développés. Afin d'évaluer la réutilisabilité du composite de carbone poreux, le processus d'adsorption-désorption a été effectué cinq fois. Même après une utilisation répétée, le matériau a conservé 90 % de ses propriétés d'adsorption, indiquant un degré élevé de stabilité et une large applicabilité pour le traitement de l'eau.
Le Dr Jung Kyung-won du KIST a déclaré :"This porous carbon composite is applicable to a wide range of water treatment areas as it uses waste plastics to prevent environmental pollution and maintains its high adsorption properties even after repeated use."
KIST's Dr. Choi Jae-woo said, "The porous carbon composite developed through this research is applicable to various fields, ranging from eco-materials to energy materials, and I expect that it will soon be highly regarded as a value-added eco-material."
