Les chercheurs ont démontré qu'ils peuvent attirer, capturez et détruisez les PFAS, un groupe de substances réglementées par le gouvernement fédéral que l'on trouve dans tout, des revêtements antiadhésifs aux shampooings et surnommés « les produits chimiques pour toujours » en raison de leur persistance dans l'environnement naturel.

En utilisant une électrode en copolymère accordable, des ingénieurs de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign ont capturé et détruit les substances perfluoroalkyles et polyfluoroalkyles présentes dans l'eau à l'aide de réactions électrochimiques. L'étude de preuve de concept est la première à montrer que les copolymères peuvent conduire des applications électrochimiques environnementales, les chercheurs ont dit.

Les résultats de l'étude sont publiés dans la revue Matériaux fonctionnels avancés .

"L'exposition aux PFAS a récemment attiré une attention intense en raison de leur apparition généralisée dans les plans d'eau naturels, sols et eau potable contaminés, " dit Xiao Su, un professeur de génie chimique et biomoléculaire qui a dirigé l'étude en collaboration avec les professeurs de génie civil et environnemental Yujie Men et Roland Cusick.

Les PFAS sont généralement présents en faibles concentrations, et les dispositifs ou méthodes conçus pour les éliminer doivent être hautement sélectifs à leur égard par rapport aux autres composés trouvés dans les eaux naturelles, les chercheurs ont dit. Les PFAS sont chargés électriquement, maintenus ensemble par des obligations très stables, et sont résistants à l'eau, ce qui les rend difficiles à détruire en utilisant les méthodes traditionnelles d'élimination des déchets.

"Nous avons trouvé un moyen de régler une électrode en copolymère pour attirer et adsorber - ou capturer - le PFAS de l'eau, " dit Su. " Le processus élimine non seulement ces contaminants dangereux, mais les détruit aussi simultanément par des réactions électrochimiques à l'électrode opposée, rendant le système global très économe en énergie.

Pour évaluer la méthode, l'équipe a utilisé divers échantillons d'eau qui comprenaient des eaux usées municipales, tous dopés avec une concentration faible ou modérée de PFAS.

"Dans les trois heures suivant le démarrage du processus d'adsorption électrochimique en laboratoire, nous avons constaté une réduction de 93 % de la concentration de PFAS dans les échantillons dopés à faible concentration et une réduction de 82,5 % avec des échantillons dopés à concentration modérée, ce qui montre que le système peut être efficace pour différents contextes de contamination, tels que l'eau potable ou même les déversements de produits chimiques, " dit Su.

Sur la base des concepts proposés pour la première fois dans les travaux antérieurs de Su sur l'élimination de l'arsenic, le procédé combine les étapes de séparation et de réaction dans un seul appareil. "C'est un exemple de ce que nous appelons l'intensification des processus, qui, selon nous, est une approche importante pour répondre aux préoccupations environnementales liées à l'énergie et à l'eau, " dit Su.

L'équipe prévoit de continuer à travailler avec divers contaminants émergents, y compris les perturbateurs endocriniens. "Nous sommes également très intéressés de voir comment ces concepts de base de copolymères pourraient fonctionner en dehors des systèmes environnementaux et aider à effectuer des séparations chimiques difficiles, comme la purification de médicaments dans l'industrie pharmaceutique, " dit Su.