Le fer nanovalent zéro (nZVI) est souvent utilisé pour éliminer le chrome (VI), un contaminant de métaux lourds, en raison de sa grande surface spécifique et de sa forte activité réductrice. Cependant, son efficacité dans l'élimination des traces de métaux lourds semble modeste et sensible au pH environnemental.
Une équipe de recherche dirigée par les professeurs Wu Zhengyan et Zhang Jia des instituts Hefei des sciences physiques de l'Académie chinoise des sciences a récemment proposé sa solution. Dans leur étude publiée dans le Chemical Engineering Journal , ils ont conçu des matériaux nanocomposites à base de fer qui combinent réactions galvaniques et effets de nanoconfinement.
"Il s'agit d'un progrès important", a déclaré le professeur Wu. "Ce matériau est efficace pour éliminer les traces de chrome hexavalent (Cr(VI)) de l'eau acide ou alcaline, ce qui pourrait nous offrir une nouvelle façon de nettoyer la pollution par les métaux lourds dans des conditions difficiles."
Le nanomatériau magique mentionné ci-dessus est une cellule galvanique Fe-Cu (CnZVI/Cu). Il est composé de nZVI avec des nanofissures et des nanoclusters de Cu. En utilisant la réaction galvanique pour accélérer le transfert d'électrons et en régulant l'environnement de réaction par effet de nanoconfinement, ils peuvent éliminer efficacement les traces de Cr(VI) dans l'eau acide/alcaline.
Les chercheurs ont ensuite analysé les composites CnZVI/Cu préparés et étudié leur taux de réduction et leurs propriétés de réparation des traces de Cr(VI) dans différentes plages de pH. La valeur moyenne du pH dans les nanofissures et l'hétérogénéité spatiale de la limite de protons en solution alcaline ont été étudiées sur la base de calculs théoriques. Il a été démontré que l'effet de nanoconfinement peut aider les réactions galvaniques à réparer efficacement le Cr(VI) dans des conditions alcalines.
De plus, la libération secondaire de Cr et les expériences de biosécurité montrent que CnZVI/Cu est à la fois stable pour l'environnement et biosûr.
Selon les chercheurs, ce nanomatériau innovant est très prometteur pour l'élimination efficace de l'IV des eaux usées avec des niveaux de pH variables, ce qui indique un large potentiel d'applications pratiques dans la dépollution par les métaux lourds.
Plus d'informations : Sijia Li et al, Intégration de réactions galvaniques et de nanoconfinement technique dans des nanocomposites fer-cuivre pour une assainissement hautement efficace de l'eau acide/alcaline contaminée par le Cr(VI), Chemical Engineering Journal (2024). DOI :10.1016/j.cej.2024.149533
Informations sur le journal : Journal de génie chimique
Fourni par l'Académie chinoise des sciences
