Reklam
Teknoloji Haberleri

Mühendisler, Mars Kaşiflerine de Yardımcı Olabilecek Yeni Bir Su Arıtma Teknolojisi Geliştiriyor

reklam
Reklam


Mars Üssü'ndeki Astronot

Sudaki perkloratı yok eden bir katalizör, Mars topraklarını temizleyebilir.

reklam

University of California Riverside mühendisleri tarafından yönetilen bir ekip, Mars toprağını tarım için daha güvenli hale getirebilecek ve insan Mars kaşifleri için oksijen üretmeye yardımcı olabilecek, Dünya’daki sudan tehlikeli bir kimyasalı çıkarmak için bir katalizör geliştirdi.

Dört oksijen atomuna bağlı bir klor atomundan oluşan negatif bir iyon olan perklorat, Dünya’daki bazı topraklarda doğal olarak bulunur ve özellikle Mars topraklarında bol miktarda bulunur. Güçlü bir oksitleyici olarak perklorat ayrıca katı roket yakıtı, havai fişekler, mühimmat, araçlar için hava yastığı başlatıcıları, kibrit ve işaret fişeklerinde de üretilir ve kullanılır. Bazı dezenfektanların ve herbisitlerin bir yan ürünüdür.

reklam

Hem toprakta hem de endüstriyel ürünlerde her yerde bulunması nedeniyle perklorat, belirli tiroid bozukluklarına neden olan yaygın bir su kirleticisidir. Perklorat, bitki dokularında biyolojik olarak birikir ve Mars topraklarında bulunan büyük miktarda perklorat, orada yetişen yiyecekleri yemeyi güvensiz hale getirebilir ve Mars’ta insan yerleşimi potansiyelini sınırlayabilir. Mars tozundaki perklorat, kaşifler için de tehlikeli olabilir. Perkloratı sudan ayırmaya yönelik mevcut yöntemler, klor elementinin oksidasyon durumunu zararsız klorür iyonuna düşürmek için ya sert koşullar ya da çok aşamalı bir enzimatik işlem gerektirir.

UC Riverside’daki Marlan ve Rosemary Bourns Mühendislik Koleji’nde kimya ve çevre mühendisliği yardımcı doçenti olan doktora öğrencisi Changxu Ren ve Jinyong Liu, sudaki perkloratı ortam basıncı ve sıcaklığında tek bir basit adımda azaltmak için doğadan ilham aldı.

Ren ve Liu, anaerobik mikropların, oksijen açlığı çeken ortamlarda perkloratı azaltmak ve enerji toplamak için enzimlerinde molibden kullandığını belirtti.

Liu, “Perklorat indirgemesi için kimyasal bir molibden katalizörü oluşturmaya yönelik önceki çabalar başarılı olmadı” dedi. “Diğer birçok metal katalizör ya zorlu koşullar gerektirir ya da su ile uyumlu değildir.”

Araştırmacılar, basitleştirilmiş bir yaklaşımla karmaşık mikrobiyal perklorat azaltma sürecini taklit etmeye çalıştılar. Sodyum molibdat adı verilen ortak bir gübre, molibdeni bağlamak için bipiridin adı verilen ortak bir organik ligandı ve karbon üzerinde paladyum adı verilen ortak bir hidrojen aktive edici katalizörü karıştırarak, sudaki perkloratı hızlı ve verimli bir şekilde parçalayan güçlü bir katalizör ürettiler. yanma olmadan oda sıcaklığında hidrojen gazı kullanmak.

Ren, “Bu katalizör, bugüne kadar bildirilen diğer herhangi bir kimyasal katalizörden çok daha aktiftir ve ilk perklorat konsantrasyonundan bağımsız olarak perkloratın %99,99’undan fazlasını klorüre indirger” dedi.

Yeni katalizör, perkloratı litre başına 1 miligramdan az litre başına 10 grama kadar geniş bir konsantrasyon aralığında azaltır. Bu, onu kirlenmiş yeraltı suyunun iyileştirilmesi, patlayıcı üretiminden kaynaklanan aşırı derecede kirlenmiş atık suyun arıtılması ve Mars’ın yaşanabilir hale getirilmesi dahil olmak üzere çeşitli senaryolarda kullanıma uygun hale getirir.

Liu, “Uygun bir katalitik indirgeme sistemi, katalizör diğer işlemlerle birleştiğinde Mars toprağından yıkanan perklorattan oksijen gazının toplanmasına yardımcı olabilir” dedi.

“Sulu perklorat indirgemesi için biyo-esinli bir molibden katalizörü” başlıklı makale, dergide yayınlandı. Amerikan Kimya Derneği Dergisi. Ren ve Liu, araştırmaya UC Riverside doktora öğrencisi Jinyu Gao, lisans öğrencisi Jacob Palmer ve lise öğrencisi Eric Y. Bi tarafından katıldı. Wyoming Üniversitesi’nden Peng Yang ve Mengqiang Zhu, katalizörü X-ışını absorpsiyon spektroskopileriyle karakterize etti ve Ohio Eyalet Üniversitesi’nden Jiaonan Sun ve Yiying Wu elektrokimyasal testi gerçekleştirdi. Araştırma Ulusal Bilim Vakfı tarafından finanse edildi.

Referans: Changxu Ren, Peng Yang, Jiaonan Sun, Eric Y. Bi, Jinyu Gao, Jacob Palmer, Mengqiang Zhu, Yiying Wu ve Jinyong Liu, “Aqueous Perchlorate Reduction için Bioinspired Molibden Katalizörü”, 18 Mayıs 2021, Amerikan Kimya Derneği Dergisi.
DOI: 10.1021/jacs.1c00595




scitechdaily.com

Source link

reklam
reklamm

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

reklam
Başa dön tuşu

Reklam Engelleyici Algılandı

Lütfen Reklam Engelleyiciyi Kapatınız