Простой катализатор может очистить загрязненную воду на Земле и почву на Марсе
Новое исследование, проведенное Калифорнийским университетом в Риверсайде, выявило относительно простой катализатор, который может удалить вредные химические вещества — перхлораты, помогая уменьшить загрязнение воды и почвы как на Земле, так и в будущем на Марсе.
Перхлораты, состоящие из одного атома хлора и четырех атомов кислорода, являются мощными окислителями, которые чаще всего используются в ракетном топливе и фейерверках. Они также производятся как побочный продукт чистящих химикатов и средств для уничтожения сорняков, и поэтому часто оказываются загрязняющими веществами в почве и воде.
В больших количествах перхлораты связаны с проблемами щитовидной железы и другими потенциальными последствиями для здоровья.
Но проблема с перхлоратами существует не только на Земле — они были обнаружены в естественном изобилии в почвах Марса, что может затруднить будущим поселенцам выращивание растений на Красной планете.
В настоящее время эти загрязняющие вещества можно удалить с помощью нескольких процессов, но они обычно трудны и дороги. И это без того, чтобы сначала доставить их на Марс.
В рамках нового исследования ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде нашли более простой способ снизить содержание перхлоратов в воде за один прием и без использования высоких температур или давления.
Катализатор процесса состоит из трех довольно распространенных ингредиентов: удобрения, известного как молибдат натрия, органического лиганда, называемого бипиридином, и палладия. С помощью небольшого количества газообразного водорода три ингредиента работают вместе, чтобы быстро и почти полностью разрушить перхлораты.
«Этот катализатор намного более активен, чем любой другой химический катализатор, о котором сообщалось на сегодняшний день, и превращает более 99,99% перхлората в хлорид независимо от начальной концентрации перхлората», — говорит Чансю Рен, автор исследования.
Команда утверждает, что новый катализатор хорошо работает в широком диапазоне возможных концентраций загрязнителя — от менее 1 миллиграмма на литр до 10 грамм на литр. Это означает, что он может быть полезен для очистки загрязненной воды здесь, на Земле, или когда-нибудь поможет первым жителям Марса выращивать безопасную пищу и даже производить кислород.
«Удобная система каталитического восстановления может помочь собрать кислород из перхлората, вымытого из марсианской почвы, когда катализатор сочетается с другими процессами».
Исследование было опубликовано в Журнале Американского химического общества.