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Nanopartículas bimetálicas geram catalisador melhor do que paládio

Nanopartículas bimetálicas geram catalisador melhor do que paládio

O mercado já dispõe de catalisadores eficientes para lidar com vários poluentes, inclusive aqueles que atingem o lençol freático, como o tricloroeteno, ou TCE. O problema é que esses catalisadores são feitos a partir de metais nobres, como o paládio, que custam muito caro. Por isso, qualquer forma de se aumentar a eficiência desses catalisadores é altamente desejável.

Foi exatamente isto o que fizeram pesquisadores das universidades Rice e Georgia, ambas nos Estados Unidos. A equipe do Dr. Michael Wong conseguiu aumentar em quase cinco vezes a eficiência do catalisador e em até 100 vezes a velocidade da reação.

O TCE (tricloroeteno) é muito utilizado como solvente para a remoção de graxas e lubrificantes de peças e produtos eletrônicos. Atualmente, ele é um dos principais poluidores de águas subterrâneas em várias partes do mundo. Nos Estados Unidos, país para o qual existem dados sobre o assunto, o TCE está presente em 60% dos locais definidos como contaminados.

A solução do problema consiste no bombeamento da água para a superfície e sua exposição a catalisadores químicos ou biológicos, que quebram as moléculas do TCE em constituintes inertes ou menos tóxicos. A vantagem da utilização de catalisadores à base de paládio está no fato de que eles conseguem quebrar as moléculas diretamente em etano, que não é tóxico.

"As vantagens da recuperação do TCE com base no paládio são bem documentadas, mas seu custo também é bem conhecido," afirma o Dr. Wong. "Utilizando a nanotecnologia, nós fomos capazes de maximizar o número de átomos de paládio que entram em contato com as moléculas de TCE e aumentar a eficiência em várias ordens de magnitude em comparação com os catalisadores comuns à base de paládio."

Utilizando a nanotecnologia para produzir nanopartículas cada vez menores de paládio, os cientistas descobriram que, quanto menores forem essas partículas, mais átomos estarão na superfíce, prontos para reagir com o poluente. Por exemplo, no paládio bruto, menos de 4 por cento dos átomos de paládio ficam na superfície da partícula. Nanopartículas de paládio puro têm 24 por cento dos seus átomos na superfície.

Já nas nanopartículas bimetálicas, construídas pelos pesquisadores, à base de ouro e paládio, 100 por cento dos átomos de paládio estão na superfície.

"Nós documentamos a eficiência desses catalisadores em quebrar o TCE e o próximo passo é projetar um sistema que irá permitir que atinjamos as águas subterrâneas poluídas," afirmou Joe Hughes, que está responsável por esta parte da pesquisa.

Os pesquisadores esperam desenvolver um aparato que incluirá uma bomba cilíndrica contendo uma membrana catalítica feita com as nanopartículas de ouro-paládio. A bomba poderá ser inserida no fundo de poços já existentes, onde ela irá bombear água continuamente, quebrando o TCE em componentes não tóxicos.

A pesquisa foi publicada na revista Environmental Science and Technology.





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