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곧 화성의 물, 농업, 산소?

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연구원들은 물의 오염 물질인 과염소산염을 파괴하는 촉매를 개발했습니다. 이 새로운 수처리 공정은 화성의 토양을 정화하는 것을 가능하게 하고 작물의 발달에 유리하게 만들 수 있습니다.

캘리포니아 리버사이드 대학(University of California at Riverside)의 엔지니어들이 이끄는 팀이 개발한 물에서 유해한 화학물질을 제거하는 촉매 지구에. 이 촉매는 또한 화성의 토양을 농업에 더 안전하게 만들 수 있습니다. 그리고 산소 생산을 돕습니다. 화성의 인간 탐험가. 화성의 우주 탐사를위한 큰 진전 ...

지구와 화성에 유해한 과염소산염

우리가 여기서 말하는 독성 화합물은 과염소산 염입니다. ㅏ XNUMX개의 산소 원자에 결합된 XNUMX개의 염소 원자로 구성된 음이온. 이 제품은 지구의 일부 토양에서 자연적으로 발견됩니다. 그리고 특히 화성 토양에 풍부합니다. 같이 강력한 산화제, 과염소산염은 또한 사람에 의해 제조되고 로켓, 불꽃놀이, 탄약, 차량용 에어백 개시제, 성냥 또는 신호 로켓의 고체 연료로 사용됩니다. 또한 특정 소독제 및 제초제의 부산물로도 발견됩니다.

토양 및 산업 제품에 편재하기 때문에 과염소산 염은 일반적인 물 오염 물질입니다. 어떻게 위험합니까? 특정 갑상선 문제를 일으킬 수 있습니다. 또한, 과염소산염은 식물 조직에 생체 축적됩니다. 그래서, 화성 토양의 과염소산염은 그곳에서 자란 음식을 소비하기에 부적합하게 만들 수 있습니다. 화성에서 인간 정착의 가능성을 상당히 제한 할 수있는 것은… 충분하지 않습니까? 화성 먼지에 존재하는 과염소산 염은 탐험가들에게도 위험 할 수 있습니다.

자연에서 영감을 받아 제거하세요

물에서 과염소산염을 제거하는 현재 방법은 달성하기 어려운 조건이나 복잡한 다단계 효소 공정이 필요합니다. 염소 원소의 산화 상태를 무해한 염화물 이온으로 낮추십시오..

그러나 캘리포니아 대학교 리버사이드의 과학자들은 해결책을 찾았을 수도 있습니다. 박사 과정 학생 Changxu Ren과 Marlan and Rosemary Bourns 공과 대학의 화학 및 환경 공학 조교수인 Jinyong Liu는 자연에서 영감을 받아 한 단계로 상온 및 압력에서 수중 과염소산염 감소.

출발점 : Ren과 Liu는 혐기성 박테리아 (산소 없이 사는 박테리아 이해) 과염소산염을 줄이기 위해 자체 효소에 몰리브덴을 사용합니다. 산소가 부족한 환경에서 에너지를 수확합니다. 몰리브덴? 특정 효소에서 발견되는 식물 영양을 위한 순수한 금속 및 필수 미량 원소.

그러나 연구자들이 시도한 것은 이번이 처음이 아닙니다.몰리브덴을 촉매로 이용하다. ' 과염소산염 환원을 위한 몰리브덴 기반 화학 촉매를 구축하려는 이전의 노력은 성공적이지 못했습니다., Liu가 설명합니다. 다른 많은 금속 촉매는 가혹한 조건이 필요하거나 물과 호환되지 않습니다. ".

수중 과염소산염을 99,99% 이상 감소시키는 공정

그런 다음 연구원들은과염소산염 환원의 복잡한 미생물 과정을 모방 단순화 된 접근 방식으로. 이를 위해 그들은 일반적으로 사용되는 세 가지 화합물을 혼합하는 아이디어를 가졌습니다.

  • 라는 비료 몰리브덴산나트륨,
  • 유기 리간드(화학 구조의 하나 이상의 원자 또는 중심 이온에 결합된 개체) 비피리딘 몰리브덴을 묶기 위해,
  • 그리고 수소 활성화 촉매라고 불리는 목탄에 팔라듐.

그들은 이렇게 얻었다. 물에서 과염소산염을 빠르고 효율적으로 분해할 수 있는 강력한 촉매 연소 없이 상온에서 수소 가스를 사용합니다. " 이 촉매는 현재까지보고 된 다른 어떤 화학 촉매보다 훨씬 더 활동적이며 과염소산 염의 초기 농도에 관계없이 99,99 % 이상의 과염소산 염을 염화물로 감소시킵니다. 렌이 말한다.

새로운 촉매 광범위한 농도에서 과염소산염 감소, 리터당 1밀리그램 미만에서 리터당 10그램까지. 따라서 특히 다음과 같은 다양한 시나리오에서 사용할 수 있습니다. 오염된 지하수 정화, 폐수 처리 폭발물 제조로 심하게 오염되었으며 무엇보다 화성을 거주 가능하게 하다 ! 계속하려면 ...

 

제목의 기사 수성 과염소산염 환원을 위한 생체모사 몰리브덴 촉매 미국 화학 학회 저널에 발표되었습니다. Ren과 Liu는 UC Riverside의 박사 과정 학생인 Jinyu Gao, 학부생인 Jacob Palmer, 고등학생인 Eric Y. Bi가 연구에 참여했습니다. Peng Yang과 Mengqiang Zhu, University of Wyoming은 X선 흡수 분광법으로 촉매를 특성화했으며, Ohio State University의 Jiaonan Sun과 Yiying Wu는 전기화학 테스트를 수행했습니다. 이 연구는 국립과학재단의 지원을 받았습니다.

 

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