L'élément chrome, malgré diverses applications, a mauvaise réputation. En effet, l'exposition aux composés du chrome entraîne un risque plus élevé de cancer des voies respiratoires et d'autres effets néfastes sur la santé humaine. Pour ajouter à ce problème, le chrome se trouve également être un contributeur majeur à la pollution de l'eau en raison de sa présence dans les déchets industriels.

Il y a, cependant, une doublure argentée. Comme les chimistes l'ont observé, la toxicité du chrome dépend de son état de valence (un état qui est dicté par le nombre d'électrons dans la couche externe d'un atome). Des deux états stables que présente le chrome, chrome hexavalent ou Cr(VI) et chrome trivalent Cr(III), le premier est plus toxique et soluble. Ainsi, la contamination par le chrome peut être atténuée en convertissant simplement Cr(VI) en Cr(III) via un processus appelé réduction. Malheureusement, la plupart des approches impliquées dans la réduction du Cr(VI) en Cr(III) sont soit coûteuses et dangereuses, soit ont des besoins énergétiques élevés.

À cette fin, les chercheurs se sont concentrés sur le développement de photocatalyseurs, matériaux pouvant faciliter la réduction des substances nocives en présence de lumière. L'astuce consiste à développer une telle réaction en utilisant de l'eau comme solvant (par opposition aux solvants organiques précédemment utilisés), de telle sorte qu'ils puissent être directement utilisés pour traiter les eaux usées.

Une équipe de chercheurs, dirigé par le professeur Takashiro Akitsu de l'Université des sciences de Tokyo, l'a fait avec succès, dans une étude récente publiée dans Nouveau Journal de Chimie . L'équipe comprenait également Yoshito Miyagawa, Tomoyuki Haraguchi (Université des sciences de Tokyo, Japon), Archak Tsatsuryan (Université de Turin, Italie, et Université fédérale du Sud, Russie), et Igor Shcherbakov (Université fédérale du Sud, Russie). Le professeur Akitsu explique, « Dans notre étude, nous avons développé une méthode pour réduire le Cr(VI) par irradiation lumineuse. Nous l'avons ensuite appliqué sur un solvant aqueux pour faciliter son application."

Dans leur étude, l'équipe a synthétisé des complexes de cuivre (Cu(II)) à partir d'une gamme de composés organiques. Grâce à d'autres analyses, ils ont confirmé que ces complexes, avec un photocatalyseur appelé oxyde de titane (TiO 2 ), sont impliqués dans une réaction photochimique conduisant à la réduction du Cr(VI) à la fois dans le méthanol et dans l'eau. Spécifiquement, le groupe a étudié comment l'activité photocatalytique du complexe Cu(II) dans le méthanol dépendait de la longueur d'onde de la lumière incidente, tandis que celle du complexe Cu(II) avec TiO 2 en solution aqueuse dépend du pH de la solution.

Les résultats ont révélé que, d'une part, la vitesse de réduction du Cr(VI) dans la réaction photochimique Cu(II)-méthanol est maximale pour la lumière visible dans la gamme de longueurs d'onde 460-495 nm. D'autre part, Réduction du Cr(VI) par le Cu(II)-TiO 2 système sous lumière UV s'est avéré dépendre du niveau de pH de la solution aqueuse, présentant des efficacités de réduction élevées pour les solutions acides avec des valeurs de pH <6. D'autres expériences électrochimiques ont montré que les photocatalyseurs étaient réutilisables, indiquant leur applicabilité potentielle dans la réglementation environnementale.

L'étude est prometteuse pour le développement d'une nouvelle procédure de traitement des eaux usées qui soit à la fois rentable et efficace. Comme le dit le professeur Akitsu, "C'est la première étude à montrer la réduction du Cr(VI) toxique en Cr(III) relativement inoffensif dans un solvant aqueux, qui a des implications directes dans la réduction de la contamination de l'eau.

Avec une telle technologie en place, nous pouvons certainement espérer inverser les effets néfastes des déchets industriels sur les plans d'eau.