• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Słońce i magiczny proszek oczyszczą brudną wodę

    20.01.2012. 07:04
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Brudną wodę można łatwo oczyścić i wydzielić z niej wartościowe substancje chemiczne. Spektakularny recykling zachodzi dzięki fotokatalizatorom, nad którymi pracują naukowcy z Instytutu Chemii Fizycznej PAN w Warszawie. "Moja praca przypomina trochę alchemię. Biorę +magiczny+ proszek, wsypuję do brudnej wody, mieszam i wystawiam na słońce. Po paru godzinach mam czystą wodę plus substancje, z których można robić użyteczne rzeczy, na przykład leki" - opisał autor badań dr inż. Juan Carlos Colmenares z IChF PAN.

    Dr Colmenares opracowuje substancję, która umożliwi ponowne wykorzystanie wody, zanieczyszczonej związkami organicznymi z odpadów przemysłowych. Doświadczenia przeprowadzone w Instytucie Chemii Fizycznej PAN w Warszawie udowadniają, że te substancje te można z powodzeniem przekształcać w użyteczne związki chemiczne i paliwo - poinformował Instytut w komunikacie przesłanym PAP. Dzięki zastosowaniu odpowiednio dobranych fotokatalizatorów transformacja brudnej wody w czystą i wartościowe surowce chemiczne nie wymaga specjalistycznych instalacji i zachodzi w warunkach powszechnie występujących w przyrodzie.

    Katalizator to substancja, która uczestnicząc w reakcji przyspiesza jej przebieg i całkowicie odtwarza się po jej zakończeniu. W typowych procesach katalizy aktywacja katalizatorów zachodzi w wysokich temperaturach, rzędu kilkuset stopni, często przy znacznie podwyższonym ciśnieniu.

    "Fotokatalizatory, którymi się zajmujemy, są pod wieloma względami odmienne od tradycyjnych katalizatorów. Ich aktywacja następuje pod wpływem światła, sama temperatura nie ma na to większego wpływu" - podkreślił dr Colmenares. Reakcje z udziałem fotokatalizatorów zachodzą przy dobrym nasłonecznieniu, w temperaturze ok. 30 stopni Celsjusza i w zwykłym ciśnieniu atmosferycznym - a więc w warunkach występujących naturalnie przez cały rok w wielu krajach równikowych.

    Badane w IChF PAN fotokatalizatory to substancje stałe, których podstawą jest dwutlenek tytanu TiO2. Katalizowana reakcja zachodzi w cieczy zawierającej zanieczyszczenia organiczne. Po zakończeniu reakcji katalizator można odseparować niemal bez strat i użyć ponownie.

    Badania nad fotochemiczną degradacją zanieczyszczeń były prowadzone na świecie już w końcu lat 60. ubiegłego wieku. W wyniku intensywnego naświetlania promieniowaniem ultrafioletowym otrzymywano wtedy substancje chemiczne o prostej budowie.

    W pracach prowadzonych w IChF PAN chodzi o taki dobór fotokatalizatorów i warunków reakcji, aby ta mogła przebiegać bez użycia specjalistycznej aparatury, a proces degradacji biomasy zatrzymywał się na precyzyjnie ustalonym etapie. Za pomocą fotokatalizy z udziałem dwutlenku tytanu badaczom udało się już wyprodukować kwasy karboksylowe, stosowane m.in. w farmacji i przemyśle spożywczym. Możliwe jest również spreparowanie fotokatalizatora w taki sposób, aby reakcja dobiegała do końca i powstawały substancje o najprostszej budowie, jak wodór czy dwutlenek węgla. Ostatni związek nie jest pożądany i wymagałyby zagospodarowania, wodór ma jednak doskonałe perspektywy jako paliwo przyszłości.

    "W warunkach laboratoryjnych reakcje biomasy z udziałem fotokatalizatorów już teraz wyglądają obiecująco. W tym roku przystąpimy do pierwszych testów w pilotażowych fotoreaktorach biochemicznych Uniwersytetu w Kordobie w Hiszpanii. Reakcje będą tam przebiegały w cieczach o objętości liczonej w dziesiątkach litrów" - zapowiedział dr Colmenares i zastrzegł, że zanim nowa technologia będzie mogła się upowszechnić, trzeba przeprowadzić jeszcze wiele testów i badań.

    Współautorkami pracy opublikowanej w czasopiśmie "Bioresource Technology", opisującej wykorzystanie fotokatalizatorów do degradacji glukozy i otrzymywania wartościowych związków chemicznych, są Agnieszka Magdziarz i zmarła pod koniec ubiegłego roku dr Anna Bielejewska. Badania były finansowane z międzynarodowego grantu reintegracyjnego Marii Skłodowskiej-Curie w ramach 7. Programu Ramowego Unii Europejskiej.

    PAP - Nauka w Polsce

    ula/ agt/bsz



    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Substancje pomocnicze – substancje pochodzenia naturalnego lub syntetyczne (związki chemiczne) oraz ich mieszaniny wchodzące w skład postaci leku, które swoim działaniem nie wywierają wpływu farmakologicznego na organizm chorego, ani nie wchodzą w niepożądane reakcje wpływające na trwałość leku. Substancje pomocnicze w przeciwieństwie do czynnych stanowią tę część składników leku, która nie bierze udział w poprawie jego stanu, ale może ułatwiać przyjęcie leku. Niektórych substancji (np. sacharoza, glukoza, galaktoza, skrobia pszeniczna, laktoza, aspartam) nie można stosować w określonych jednostkach chorobowych (lub można stosować tylko w ograniczonych ilościach). Reakcje sprzężone – rodzaj chemicznych reakcji złożonych, np. taki układ dwóch reakcji elementarnych, z których jedna zachodzi z wyraźną szybkością tylko wtedy, gdy równocześnie zachodzi druga z nich, np.: Reakcje równoległe – elementarne reakcje chemiczne, które zachodzą równocześnie w tym samym środowisku, czego wynikiem jest powstawanie mieszaniny produktów reakcji prostych. Równanie reakcji złożonej z dwóch lub wielu reakcji równoległych jest sumą odpowiednich równań reakcji elementarnych – wyraża bilans masy (zobacz – stechiometria), a nie ilustruje mechanizmu reakcji. Wyrażenie określające wartość stałej równowagi reakcji złożonej jest liniową kombinacją wyrażeń dotyczących reakcji elementarnych.

    Konwersja – stosowane w technologii chemicznej określenie procesów jednostkowych, mających na celu zmianę właściwości przekształcanych materiałów w wyniku różnych reakcji chemicznych, prowadzonych w aparatach zwanych konwertorami (zwykle w wysokiej temperaturze, pod wysokim ciśnieniem lub z użyciem katalizatorów). W czasie konwersji zachodzą różne reakcje chemiczne, np.: Sztuczna fotosynteza – pojęcie, które ogólnie obejmuje "skopiowanie" naturalnego procesu fotosyntezy, a także związane z tym badania, w celu otrzymania wysokoenergetycznych związków chemicznych z dwutlenku węgla i wody przy udziale energii słonecznej, czasami także pod pojęciem tym rozumiany jest rozkład wody na wodór i tlen za pomocą energii słonecznej. Termin dotyczy także starań naukowców, aby otrzymać z dwutlenku węgla i wody w reakcji sztucznej fotosyntezy płynne paliwo. Dla zapoczątkowania reakcji sztucznej fotosyntezy konieczne jest dostarczenie energii z zewnątrz, np. odnawialnej energii słonecznej lub energii wiatru.

    Funkcje termodynamiczne reakcji chemicznej – wartości zmian termodynamicznych funkcji stanu (np. Δh, Δg), które następują w układzie, w którym zachodzi reakcja, przy czym liczba postępu tej reakcji jest równa jedności (λ = 1). Wartości termodynamicznych funkcji reakcji wskazują, czy może ona zachodzić jako proces samorzutny (decydują o powinowactwie chemicznym) i są związane z ciepłem reakcji i wykonywaną pracą. Reakcja złożona – reakcja chemiczna, w której można wyodrębnić dwie lub więcej różnych reakcji elementarnych, nazywanych również prostymi lub izolowanymi (np. rozpad określonych związków chemicznych lub reakcje zachodzące w wyniku zderzenia cząsteczek dwóch lub trzech związków, wchodzących w skład mieszaniny reagentów). Równanie reakcji złożonej jest sumą odpowiednich równań reakcji elementarnych – wyraża bilans masy (zobacz – stechiometria), a nie ilustruje mechanizmu reakcji. Wyrażenie określające wartość stałej równowagi reakcji złożonej jest liniową kombinacją wyrażeń dotyczących reakcji elementarnych. Opisy kinetyki opiera się również na znajomości równań kinetycznych reakcji elementarnych.

    Feromony – substancje semiochemiczne należące do grupy infochemicznej. Przeważająca grupa feromonów to skomplikowane mieszaniny wielu różnych substancji chemicznych, często z jednym dominującym składnikiem, znacznie rzadziej są to jednoskładnikowe substancje chemiczne. Hydroliza – reakcja podwójnej wymiany (często odwracalna), która przebiega między wodą i rozpuszczoną w niej substancją. W jej wyniku powstają nowe związki chemiczne. Jest szczególnym przypadkiem liolizy (solwolizy). Często przebiega w obecności katalizatorów (kwasów lub zasad). Hydrolizę wykorzystuje się w przemyśle chemicznym (np. hydroliza wielocukrów na cukry proste lub hydroliza chlorobenzenu do fenolu).

    Reakcja podwójnej wymiany – rodzaj reakcji wymiany, w której biorą udział dwa różne związki chemiczne, pomiędzy którymi zachodzi wymiana części składowych. Reakcję podwójnej wymiany opisuje równanie ogólne:

    Reakcje barwne porostów – związane ze zmianą barwy reakcje chemiczne niektórych związków chemicznych z kwasami porostowymi. Wykorzystywane są przy oznaczaniu gatunków porostów. Najczęściej w reakcjach tych stosuje się następujące związki chemiczne :

    Inhibitor (łac. inhibeo – zatrzymuję) – związek chemiczny powodujący zahamowanie bądź spowolnienie reakcji chemicznej. Proces ten nazywa się inhibicją. Inhibitorem można nazwać zarówno substancję powodującą spowolnienie lub zatrzymanie reakcji niekatalizowanej jak i substancję obniżającą aktywność katalizatora w reakcji katalizowanej. Ponieważ w przeciwieństwie do katalizatorów, inhibitory mogą ulegać zużyciu w trakcie reakcji, nazywanie ich ujemnymi katalizatorami jest niezalecane. Odwrotnym działaniem do inhibitora charakteryzuje się inicjator. Gazy gaśnicze – terminem tym określamy te gazy, które przy normalnym ciśnieniu powietrza i w przedziale temperatur, które występują przy pożarze są nie palne, nie podtrzymują spalania ani nie wchodzą w reakcje chemiczne z gaszonymi materiałami w sposób podtrzymujący proces spalania. Gazy gaśnicze wykorzystuje się do gaszenia pożarów sklasyfikowanych w grupach A, B oraz C, czyli odpowiednio: ciał stałych, cieczy, gazów palnych i zawiesin pyłów palnych w powietrzu z kilkoma wyjątkami, jakie stanowią charakterystyczne substancje chemiczne: nadtlenki organiczne i hydrazyny, wodorki metali, reaktywne metale, proch strzelniczy oraz azotan celulozy. Gazy gaśnicze nadają szczególnie do gaszenia materiałów o dużej wartości materialnej, gdzie użycie innych środków gaśniczych mogłoby spowodować ich zniszczenie lub uszkodzenie.

    Środki bakteriobójcze – substancje chemiczne o działaniu toksycznym dla mikroorganizmów, doprowadzające do ich śmierci. Wśród środków bakteriobójczych można wyróżnić:

    Dodano: 20.01.2012. 07:04  


    Najnowsze