Une façon d'éliminer les nitrates nocifs de l'eau potable consiste à catalyser sa conversion en azote. Ce procédé présente l'inconvénient de produire souvent de l'ammoniac. En utilisant des nanoparticules de palladium comme catalyseur, et en contrôlant soigneusement leur taille, cet inconvénient peut être partiellement éliminé. Ce sont les recherches menées par Yingnan Zhao de l'Institut MESA+ de nanotechnologie de l'Université de Twente qui ont conduit à cette découverte.
En raison de l'utilisation excessive d'engrais, nos eaux souterraines sont contaminées par des nitrates, qui posent problème s'ils pénètrent dans le réseau d'eau potable. Les niveaux ont considérablement baissé ces dernières années, suite à diverses directives européennes. En outre, le programme Approche intégrée de l'azote a été lancé dans diverses réserves naturelles néerlandaises début janvier. S'attaquer au problème à la source est une chose, mais il faudra encore traiter le réseau d'eau de ville. Bien que cela puisse être réalisé par conversion biologique (en utilisant des bactéries pour convertir le nitrate en azote gazeux), C'est un processus lent. L'utilisation du palladium pour catalyser la conversion du nitrate en azote accélère énormément le processus. Cependant, cette réaction présente l'inconvénient de produire un sous-produit nocif, l'ammoniac.
Surface exposée
La quantité d'ammoniac produite semble dépendre de la méthode utilisée pour préparer le palladium et de la structure physique du catalyseur. Yingnan Zhao a décidé d'utiliser des particules de palladium colloïdal de taille nanométrique, car leurs dimensions peuvent être facilement contrôlées. Ces particules sont fixées sur une surface, afin qu'ils ne se retrouvent pas dans le réseau d'eau potable. Cependant, il est important de les empêcher de s'agglutiner, ainsi des stabilisants tels que l'alcool polyvinylique sont ajoutés. Malheureusement, ces stabilisants tendent à protéger la surface des particules de palladium, ce qui réduit leur efficacité en tant que catalyseur. En introduisant des traitements supplémentaires, Yingnan Zhao a réussi à exposer à nouveau complètement la surface catalytique ou à la manipuler de manière contrôlée. Cela a abouti à des nanoparticules de palladium qui peuvent catalyser la conversion en azote, tout en produisant très peu d'ammoniac. Cela a amené le développement du traitement catalytique de l'eau (dans des appareils compacts à usage domestique, par exemple) un pas de plus.
Yingnan Zhao, qui est de Heze, Shandong, Chine, a mené ses recherches dans le groupe Procédés et matériaux catalytiques du professeur Leon Lefferts. Il a soutenu sa thèse, qui s'intitule « Colloidal Nanoparticles as Catalysts and Catalyst Precursors for Nitrite Hydrogenation » le jeudi 15 janvier.
