L’équipe du professeur Park Chi-Young a développé avec succès un matériau polymère poreux atypique capable d’éliminer complètement les contaminants organiques phénoliques dans l’eau à des vitesses ultra-élevées. Le matériau poreux développé peut éliminer efficacement non seulement les microplastiques dans l’eau, mais également les composés organiques volatils (COV) de très petite taille basés sur l’effet photothermique. Dans le même temps, il devrait être utilisé comme matériau d’adsorption à haut rendement qui pourra être commercialisé à l’avenir car il a un coût compétitif basé sur les matières premières et permet un processus de purification de l’eau à base solaire.
La pollution de l’eau causée par le développement rapide de l’industrie chimique est un problème urgent, et diverses technologies et matériaux de purification de l’eau ont été développés pour résoudre ce problème. Les matériaux poreux à base de carbone utilisant les mécanismes d’adsorption existants présentent des limites en ce que le taux d’adsorption est lent et qu’une énergie thermique élevée est nécessaire pour le recyclage. Alors que divers matériaux ont été développés pour améliorer l’efficacité d’élimination des contaminants, il a été difficile de développer des matériaux qui satisfassent simultanément une excellente recyclabilité, une efficacité élevée, une efficacité économique des matières premières et un potentiel d’industrialisation.
L’équipe du professeur Park Chi-Young du Département des sciences et de l’ingénierie de l’énergie du DGIST a maintenant réussi à synthétiser un polymère poreux avec d’excellentes performances d’adsorption et des propriétés photothermiques en faisant réagir un précurseur peu coûteux et efficace. De plus, une réaction d’oxydation supplémentaire a été expérimentée sur le polymère et, sur la base des résultats, un groupe fonctionnel hydrophile a été introduit pour permettre une adsorption rapide des micropolluants dans le milieu aquatique.
De plus, il a été confirmé par des expériences que le polymère développé par l’équipe de recherche ne nécessite pas d’énergie thermique élevée pour le recyclage et peut être utilisé plusieurs fois sans perte de performance.
L’équipe de recherche a produit une membrane de traitement de l’eau capable d’évaporer l’eau en utilisant l’énergie solaire comme force motrice grâce à la capacité du polymère développé à absorber largement la lumière et à convertir la lumière absorbée en chaleur. En conséquence, il a été confirmé que la membrane de traitement de l’eau revêtue du polymère oxydé pouvait purifier les contaminants phénoliques grâce à la lumière du soleil.
Park Chi-Young, professeur au Département des sciences et de l’ingénierie de l’énergie du DGIST, a déclaré : « La technologie que nous avons développée ici est une technologie de purification de l’eau inégalée avec l’efficacité de purification la plus élevée au monde, éliminant plus de 99,9 % des microplastiques phénoliques et des contaminants COV dans l’eau à des taux ultra-élevés. Nous nous attendions à ce que ce soit une technologie universelle à haute efficacité économique qui puisse purifier l’eau contaminée et fournir de l’eau potable même dans les zones où il n’y a pas d’alimentation électrique.
Les résultats de la recherche ont été sélectionnés et publiés dans Matériaux avancés.
Plus d’information:
Wansu Cho et al, Ingénierie supramoléculaire des polymères poreux amorphes pour l’adsorption rapide des micropolluants et la gestion des composés organiques volatils à énergie solaire, Matériaux avancés (2022). DOI : 10.1002/adma.202206982
Fourni par Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST)