Uddannelses- og Forskningsministeriet - FTP - Iron Catalysts for Water Remediation (FeCat)

Projekter: ProjektAndre statslige institutioner

Beskrivelse

The purpose of this project is electrocatalytic total mineralization of organic pollutants, such as pesticides and drugs, in contaminated water. This is made possible by our recent discovery of a biomimetic non-heme iron catalyst that can be electroactivated, in water, to form an exceptionally reactive iron-based oxidant. This allows for the design of a new technology for "oxidative polishing" of contaminated wastewater. The same catalyst is also an effective activator of H2O2 to generate both the above iron-based oxidant and hydroxy radicals. This unique dual oxidizing system enables the conceptual design of an electrochemical flow cell in which O2 can be reduced at the cathode to give H2O2,in turn this can then be activated by the catalyst with the simultaneous formation of two powerful oxidants to destroy the organic pollutants without wasting energy on competing water oxidation. We will investigate the substrate scope and find methods for immobilizing the iron catalyst.

Lægmandssprog

Formålet med dette projekt er elektrokatalytisk total mineralisering af svært nedbrydelige organiske forurenende stoffer, som pesticider og lægemidler, i kontamineret vand. Denne muliggøres af vores nylige opdagelse af en biomimetiske ikke-heme jernkatalysator, der kan elektroaktiveres til dannelse af en exceptionel reaktivt jernbaseret oxidant. Dette giver mulighed for design af ny teknologi til "oxidativt polering" af forurenet spildevand. Den samme katalysator er også en yderst effektiv aktivator af H2O2 med konsekvent fremstilling af både den ovennævnte jern-baserede oxidant og hydroxyradikaler. Dette unikke dobbelt oxiderende system muliggør fremstillingen af en elektrokemisk strømningscelle, hvori O2 reduceres ved katoden for at give H2O2, som derefter kan aktiveres af katalysatoren med samtidig dannelse af to kraftige oxidanter til ødelæggelse af de organisk forurenende stoffer. I et unikt konsortium med metalorganiske syntetiske kemikere og kemiske ingeniører vil vi (i) undersøge substrat bredde inklusiv de pesticider der forårsager nedlukning af vandværker i Danmark eg. desphenylchloridazon, BAM, atrazin osv., (ii) immobilisere jern katalysatoren ved at funktionalisere karbon-baserede materialer. Resultatet vil være proof-of-principle dokumentation for elektrooxiderende enheder til vandrensning med total mineralisering af kontaminanter og leder op til et projekt med en elektrokemisk flowcelle system.
StatusIgangværende
Effektiv start/slut dato01/09/201929/02/2024