Nanoparticelle per depurare l’acqua potabile

Un modo per rimuovere nitrati nocivi dall’acqua potabile è catalizzare la loro conversione in azoto. Questo processo soffre dell’inconveniente che spesso produce ammoniaca. Impiegando nanoparticelle di palladio come catalizzatori, e controllando attentamente la loro dimensione, questo inconveniente può essere evitato. Questo è il risultato della ricerca condotta da Yingnan Zhao dell’Istituto di Nanotecnologia MESA+ dell’Università di Twente, in Olanda.

A causa di un uso eccessivo di fertilizzanti, la nostra acqua sotterranea è contaminata da nitrati, che diventano un serio problema nel momento in cui entrano nei principali sitemi per il rifornimento idrico. I livelli sono diminuiti in maniera significativa negli ultimi anni, come risultato di diverse direttive europee. In aggiunta, un programma per l’Approccio Integrato all’azoto è stato lanciato in alcune riserve naturali olandesi all’inizio di gennaio. Contrastare il problema alla fonte è un conto, ma rimarrà necessario trattare ancora l’acqua nei principali sitemi per il rifornimento idrico. Sebbene questo può essere realizzato attraverso la conversione biologica (i batteri convertono i nitrati in gas di azoto), esso rimane un processo lento. Impiegando il palladio per catalizzare la conversione di nitrati in azoto velocizza il processo. Tuttavia, questa reazione risente del fatto che produce il nocivo sottoprodotto ammoniaca.

La quantità di ammoniaca prodotta sembra dipendere dal metodo usato per preparare il palladio e dalla struttura fisica della catalizzatore. Yingnan Zhao ha deciso di utilizzare particelle nanometriche di palladio colloidale, così che le loro dimensioni potessero essere facilmente controllate. Queste particelle, sono fissate su una superficie, quindi non finiscono nei principali sitemi per il rifornimento idrico.

È comunque importante fermare le particelle dal raggrupparsi, per questo vengono aggiunti stabilizzatori come l’alcool polivinilico. Sfortunatamente, questi stabilizzatori tendono a proteggere le particelle di palladio, il che riduce la loro efficacia come catalizzatori. Introducendo ulteriori trattamenti, Yingnan Zhao è riuscito a esporre completamente la superficie catalitica ancora una volta o a manipolarla in modo controllato. Questo è risultato nel comportamento delle particelle di palladio che possono catalizzare la conversione in azoto, producendo una minima quantità di ammoniaca. Ciò ha portato a l’ulteriore sviluppo del trattamento idrico catalitico (nei dispositivi compatti per l’uso domestico, per esempio) di un passo più vicino.

Yingnan Zhao, originario di Heze, Shandong, Cina, ha condotto la sua ricerca all’interno del gruppo Processi e Materiali Catalitici di Leon Leffert.

Università di Twente: http://www.utwente.nl

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