Il metodo fotocatalitico della Ritsumeikan University di Kyoto permette di eliminare i PFAS
Per eliminare i PFAS da oggi basta… accendere la luce. Suona un po’ semplicistico, eppure è questo il metodo scoperto dalla Ritsumeikan University di Kyoto. Si tratta di un innovativo metodo di defluorurazione a temperatura ambiente che promette di rivoluzionare il trattamento di queste “sostanze chimiche per sempre”. Pubblicato sulla rivista Angewandte Chemie International Edition, il loro studio descrive un metodo fotocatalitico che utilizza la luce visibile per eliminare i PFAS. Ne risulta una scomposizione in ioni fluoro senza bisogno di calore aggiuntivo. L’effetto è stato riscontrato sul perfluoroottanosolfonato (PFOS), defluorurato in sole otto ore di esposizione alla luce.
I PFAS sono presenti nelle riserve idriche, negli alimenti e persino nel suolo dell’Antartide. La produzione sta gradualmente diminuendo, ma il trattamento è complesso e richiede temperature superiori a 400 °C per la decomposizione.
Come eliminare i PFAS con la luce?
Il metodo proposto, invece, prevede l’irradiazione di luce LED visibile su nanocristalli di solfuro di cadmio (CdS) e nanocristalli di CdS drogati con rame con leganti superficiali di acido mercaptopropionico. L’irradiazione avviene in una soluzione contenente PFAS, polimeri fluorurati e trietanolammina (TEOA). I ricercatori hanno scoperto che l’irradiazione di questi nanocristalli semiconduttori genera elettroni con un alto potenziale di riduzione, che rompono i forti legami carbonio-fluoro delle molecole di PFAS.
La reazione avviene perché la luce eccita le nanoparticelle, generando coppie elettrone-lacuna e promuovendo la rimozione dei ligandi di acido dalla superficie dei nanocristalli. Si crea così lo spazio per l’adsorbimento delle molecole di PFOS sulla loro superficie. Per impedire la ricombinazione degli elettroni fotoeccitati con le lacune, viene aggiunta TEOA, che prolunga la durata degli elettroni reattivi necessari per la decomposizione delle PFAS.
Il risultato del processo applicato ai PFOS ha prodotto un’efficienza di defluorurazione del 55%, 70-80% e 100% in 1, 2 e 8 ore di irradiazione luminosa. Utilizzando questo metodo, i ricercatori hanno anche raggiunto con successo l’81% di defluorurazione di Nafion, un fluoropolimero utilizzato nelle membrane a scambio ionico nell’elettrolisi, dopo 24 ore.