Sauberes Wasser mit wenig Chemie: Eisen-Gerüst nutzt Wasserstoffperoxid fast vollständig
Forscher der Zhejiang-Universität stellen einen Katalysator vor, der Schadstoffe wie Bisphenol A oder Antibiotika mit einem Bruchteil des sonst nötigen Wasserstoffperoxids abbaut.
Symbolbild · Foto: Alexisfortini / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0 (zugeschnitten und skaliert)
Bei der sogenannten Fenton-artigen Wasseraufbereitung spalten Eisenkatalysatoren Wasserstoffperoxid in sehr reaktive Hydroxylradikale, die Schadstoffe zerstören. Dabei wird allerdings viel Peroxid verschwendet, weil die Spaltung viel Energie erfordert und die Radikale nur kurz leben. Ein Team der Zhejiang-Universität in Hangzhou hat dafür am 26. Oktober in „Nature Communications“ einen neuen Katalysator vorgestellt.
Es handelt sich um ein metallorganisches Gerüst auf Eisenbasis mit der Bezeichnung N/MIL-53(Fe), das zusätzliche Stickstoffstellen in der Umgebung der Eisenzentren besitzt. Sie erleichtern die Spaltung des Peroxids; die entstehenden Radikale bleiben zu über 90 Prozent an der Oberfläche gebunden und sind damit länger nutzbar. Nach Angaben der Autoren werden rund 90 Prozent des Wasserstoffperoxids umgesetzt.
Schon mit Spuren von Peroxid (0,5 Millimol pro Liter) erreichte der Abbau innerhalb von fünf Minuten 98 Prozent. Getestet wurde mit Bisphenol A, Phenol, p-Chlorphenol und den Antibiotika Tetracyclin und Ciprofloxacin. Der Peroxid-Verbrauch liegt laut der Studie bei nur 3 bis 10 Prozent dessen, was bisher beschriebene vergleichbare Katalysatoren benötigen.