Les filtres à membrane ne nécessitent pas beaucoup d'énergie pour purifier l'eau, ce qui les rend populaires pour le traitement des eaux usées. Pour maintenir ces matériaux en parfait état, ils sont généralement nettoyés avec de grandes quantités de produits chimiques puissants, mais certains de ces agents détruisent les membranes au cours du processus. Maintenant, les chercheurs rapportent dans ACS Applied Materials &Interfaces ont développé des catalyseurs de nanoparticules réutilisables qui incorporent du glucose pour aider à décomposer efficacement les contaminants à l'intérieur de ces filtres sans les endommager.

En règle générale, les filtres à eaux usées sales ne sont pas obstrués par des acides, des bases ou des oxydants forts. Les oxydants contenant du chlore tels que l'eau de Javel peuvent décomposer les débris organiques les plus tenaces. Mais ils endommagent également les membranes en polyamide, présentes dans la plupart des systèmes de nanofiltration commerciaux, et ils produisent des sous-produits toxiques. Une alternative plus douce à l'eau de Javel est le peroxyde d'hydrogène, mais il décompose lentement les contaminants.

Auparavant, les scientifiques ont combiné le peroxyde d'hydrogène avec l'oxyde de fer pour former des radicaux hydroxyle qui améliorent l'efficacité du peroxyde d'hydrogène dans un processus connu sous le nom de réaction de Fenton. Pourtant, pour que la réaction de Fenton nettoie les filtres, du peroxyde d'hydrogène et de l'acide supplémentaires sont nécessaires, ce qui augmente les coûts financiers et environnementaux. Une façon d'éviter ces produits chimiques supplémentaires consiste à utiliser l'enzyme glucose oxydase, qui forme simultanément du peroxyde d'hydrogène et de l'acide gluconique à partir du glucose et de l'oxygène. Ainsi, Jianquan Luo et ses collègues ont voulu combiner la glucose oxydase et les nanoparticules d'oxyde de fer dans un système qui catalyse la décomposition des contaminants à base de Fenton, créant ainsi un système de nettoyage efficace et délicat pour les filtres à membrane.

Tout d'abord, les chercheurs ont comparé l'élimination des contaminants organiques des filtres en polyamide par l'enzyme glucose oxydase et les nanoparticules d'oxyde de fer à d'autres méthodes de nettoyage, y compris la réaction de Fenton traditionnelle. Ils ont découvert que cette approche était supérieure pour décomposer les contaminants courants bisphénol A et bleu de méthylène, tout en préservant davantage la structure de la membrane.

Encouragée par leurs premiers résultats, l'équipe a combiné la glucose oxydase et l'oxyde de fer en une seule nanoparticule, les reliant par un pont aminé.

Enfin, ils ont testé la capacité de la nouvelle nanoparticule à nettoyer les membranes de nanofiltration imbibées de bleu de méthylène, qu'ils ont encrassées et nettoyées pendant trois cycles. Après chaque cycle de nettoyage, les nanoparticules ont été récupérées avec un aimant et réutilisées avec du glucose frais pour activer le catalyseur. Les nanoparticules ont été très efficaces pour nettoyer les membranes, les ramenant à 94 % de leur capacité initiale de filtration de l'eau. Parce que les nanoparticules ne nécessitent pas de produits chimiques puissants et sont facilement récupérables, les chercheurs affirment que leur nouveau système est une approche "plus verte" et plus rentable pour nettoyer les membranes de nanofiltration. + Explorer plus loin

Des dents plus blanches, sans brûlure