Dal Cnr una nuova acqua ossigenata con i nanomateriali

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Un metodo più economico e pulito per produrre acqua ossigenata. Un nuovo catalizzatore elettrochimico permette di produrre il perossido di idrogeno in modo più sostenibile, risolvendo anche gli attuali problemi di sicurezza nella sintesi di H2O2.

Ricercatori dell’Istituto di chimica dei composti organo metallici (Iccom-Cnr) e dell’Istituto dei materiali per l’elettronica e il magnetismo (Imem-Cnr) hanno messo a punto un nuovo metodo per produrre il perossido di idrogeno – l’acqua ossigenata che usiamo comunemente per disinfettare ferite e indumenti – impiegando un innovativo nanomateriale, privo di componenti metalliche. I risultati dello studio, pubblicati su Chem, possono rendere il processo più ecologico ed economico.

«Negli ultimi anni, ricercatori di diversi Paesi hanno lavorato per trovare un processo ecologico per la sintesi di H2O2. Recentemente l’interesse si è focalizzato su un metodo che sfrutta idrogeno e ossigeno, cioè i due costituenti atomici della molecola», spiega Paolo Fornasiero, ricercatore Iccom-Cnr, primo autore dello studio a cui hanno partecipato Francesco Vizza e Manuela Bevilacqua (Iccom-Cnr) e Lucia Nasi (Imem-Cnr), in collaborazione con l’Università di Trieste. «Un processo pulito rispetto a quello tradizionale, che usa l’antrachinone, ma che presenta un importante problema di sicurezza, dal momento che le miscele di idrogeno e ossigeno sono potenzialmente esplosive. Il nuovo processo messo punto dal nostro gruppo di ricerca impiega invece come reagenti l’ossigeno e l’acqua.»

Per fare reagire questi due componenti, il team ha sviluppato un nuovo nanomateriale, «un catalizzatore basato su una componente carboniosa nanostrutturata e modificata che, a differenza di altri materiali carboniosi già impiegati, è altamente selettivo ed efficiente, e richiede modeste quantità di energia per innescare la reazione attraverso ossigeno e acqua», prosegue Fornasiero: «inoltre, essendo privo di componenti metalliche, si evita la reazione parallela e indesiderata di decomposizione, che in pratica è la reazione inversa a quella di sintesi. Questo porta a un efficace accumulo di acqua ossigenata».

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Serbatoi contenenti perossido di idrogeno, meglio noto come acqua ossigenata.

Il perossido di idrogeno è diffuso non solo come disinfettante, ma anche come ingrediente in vari detergenti e nell’industria della carta e del tessile per lo sbiancamento di cellulosa e indumenti. «È una molecola molto versatile, con una molteplicità di applicazioni – che implica una produzione annuale mondiale attorno a 4,5 milioni di tonnellate», conclude Fornasiero: «visto il costo e l’impatto ecologico per la sintesi del perossido di idrogeno, il nostro metodo potrebbe favorire una produzione più sostenibile ed economica».

Questo permetterebbe di usare il composto in modo più esteso ed efficace anche per la rimozione di agenti inquinanti delle acque (perché non rilascia residui chimici nocivi) e in modo più diffuso come disinfettante in ambito sanitario nelle aree economicamente più svantaggiate, come in Africa.

30 marzo 2018, Consiglio Nazionale delle Ricerche

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