Das Team von Professor Park Chi-Young entwickelte erfolgreich ein atypisches poröses Polymermaterial, das phenolische organische Verunreinigungen in Wasser mit ultrahoher Geschwindigkeit vollständig entfernen kann. Das entwickelte poröse Material kann nicht nur Mikroplastik im Wasser effizient entfernen, sondern auch sehr kleine flüchtige organische Verbindungen (VOCs) basierend auf einem photothermischen Effekt. Gleichzeitig wird erwartet, dass es als hocheffizientes Adsorptionsmaterial genutzt werden kann, das in Zukunft kommerzialisiert werden kann, da es aufgrund der Rohstoffkosten wettbewerbsfähig ist und einen solarbasierten Wasserreinigungsprozess ermöglicht.
Die durch die schnelle Entwicklung der chemischen Industrie verursachte Wasserverschmutzung ist ein dringendes Problem, und es wurden verschiedene Wasserreinigungstechnologien und -materialien entwickelt, um dieses Problem anzugehen. Poröse Materialien auf Kohlenstoffbasis, die existierende Adsorptionsmechanismen verwenden, haben Einschränkungen dahingehend, dass die Adsorptionsrate langsam ist und eine hohe thermische Energie für das Recycling erforderlich ist. Während verschiedene Materialien entwickelt wurden, um die Effizienz der Schadstoffentfernung zu verbessern, war es schwierig, Materialien zu entwickeln, die gleichzeitig eine hervorragende Wiederverwertbarkeit, hohe Effizienz, wirtschaftliche Effizienz der Rohmaterialien und Industrialisierungspotential erfüllen.
DGIST Department of Energy Science and Engineering Dem Team von Professor Park Chi-Young ist es nun gelungen, ein poröses Polymer mit hervorragender Adsorptionsleistung und photothermischen Eigenschaften durch Umsetzung einer kostengünstigen und effektiven Vorstufe zu synthetisieren. Außerdem wurde an dem Polymer eine zusätzliche Oxidationsreaktion erprobt, und basierend auf den Ergebnissen wurde eine hydrophile funktionelle Gruppe eingeführt, um eine schnelle Adsorption von Mikroverunreinigungen in der aquatischen Umwelt zu ermöglichen.
Darüber hinaus wurde durch Experimente bestätigt, dass das vom Forschungsteam entwickelte Polymer keine hohe thermische Energie für das Recycling benötigt und ohne Leistungsverlust mehrfach verwendet werden kann.
Das Forschungsteam stellte eine Wasseraufbereitungsmembran her, die in der Lage ist, Wasser unter Verwendung von Sonnenenergie als treibende Kraft durch die Fähigkeit des entwickelten Polymers zu verdampfen, Licht breit zu absorbieren und das absorbierte Licht in Wärme umzuwandeln. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass die mit dem oxidierten Polymer beschichtete Wasserbehandlungsmembran phenolische Verunreinigungen durch Sonnenlicht reinigen konnte.
Professor Park Chi-Young vom DGIST Department of Energy Science and Engineering sagte: „Die Technologie, die wir hier entwickelt haben, ist eine konkurrenzlose Wasserreinigungstechnologie mit der weltweit höchsten Reinigungseffizienz, die mehr als 99,9 % der phenolischen Mikroplastik- und VOC-Verunreinigungen im Wasser auf ultrahohem Niveau entfernt Wir haben erwartet, dass es sich um eine universelle Technologie mit hoher Wirtschaftlichkeit handelt, die verunreinigtes Wasser reinigen und auch in Gebieten ohne Stromversorgung Trinkwasser liefern kann.“
Die Forschungsergebnisse wurden ausgewählt und in veröffentlicht Fortgeschrittene Werkstoffe.
Mehr Informationen:
Wansu Cho et al, Supramolekulares Engineering von amorphen porösen Polymeren für die schnelle Adsorption von Mikroverunreinigungen und das Management von flüchtigen organischen Verbindungen mit Solarenergie, Fortgeschrittene Werkstoffe (2022). DOI: 10.1002/adma.202206982
Bereitgestellt vom Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST)