Criogel polimerico macroporoso per la rimozione di contaminanti tossici

L’invenzione descrive la sintesi di un nuovo materiale adsorbente con ottime proprietà sequestranti per l’arsenico utilizzabile in nuovi sistemi filtranti per la purificazione dell’acqua dall'arsenico, inquinante molto diffuso in varie parti del mondo e tossico anche a piccole concentrazioni.

Titolo brevetto Criogel polimerico macroporoso a base di N-alchil-D-glucammina per trattenere e/o rimuovere contaminanti tossici
Area Bioeconomia, Agricoltura e Ambiente
Titolarità ALMA MATER STUDIORUM - UNIVERSITA' DI BOLOGNA, CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE
Inventori Daniele Caretti, Stefano Scurti, VITTORIO PRIVITERA, FRANCESCA CUNSOLO, SABRINA CAROLA CARROCCIO, TOMMASO MECCA
Ambito territoriale di tutela Internazionale
Stato Disponibile per accordi di sviluppo, opzione, licenza e altri accordi di valorizzazione
Keywords Criogel polimerici, Materiali polimerici macroporosi, Trattamento acque, Rimozione selettiva arsenico
Depositato il 19 luglio 2019

L'arsenico è al primo posto tra i primi 20 metalli pesanti più pericolosi. La contaminazione dell’acqua potabile con l'arsenico ha influito sulla salute di oltre 150 milioni di persone in tutto il mondo. Anche in Italia il problema è molto sentito dato che in alcune regioni, l’inquinamento da arsenico genera gravi difficoltà alla potabilità dell’acqua. Sono state adottate varie strategie per rimuovere l'arsenico dall’acqua, ma molti di questi presentano degli svantaggi associati alla enorme quantità di fanghi tossici, non facilmente smaltibili, che si generano durante i trattamenti. 

Un altro metodo utilizzato è la filtrazione mediante membrane che, oltre ad essere più costoso e operativamente più complesso, produce sempre grandi volumi di materiali di scarto. C'è quindi un reale bisogno di trovare nuovi metodi per purificare l'acqua dall’arsenico, preferibilmente a basso costo e soprattutto cercando di minimizzare l'impatto energetico ed ambientale. 

Tra questi, la tecnica di adsorbimento, che sfrutta la proprietà di alcuni solidi di rimuovere sostanze inquinanti da gas o liquidi, merita una particolare attenzione in quanto presenta notevoli vantaggi quali semplicità operativa, assenza di produzione di sottoprodotti nocivi e bassi costi operativi e di manutenzione e si è dimostrata la tecnica più economica ed efficiente per la rimozione anche di piccole tracce di arsenico dall'acqua. Gli adsorbenti attualmente più utilizzati sono allumina, carbone attivo, ossidi di ferro, zeoliti e materiali a base polimerica. L’utilizzo di questi ultimi risulta vantaggioso sia in termini di costi che di gestione e manutenzione.

Il sistema proposto è un materiale polimerico macroporoso che sfrutta le capacità adsorbenti di una nota molecola con proprietà sequestranti nei confronti dell’arsenico. L’innovazione introdotta riguarda la sua procedura di polimerizzazione che viene eseguita a temperature inferiori alla temperatura di congelamento del solvente utilizzato. Questo procedimento genera la formazione di cristalli di solvente che fungono da porogeni durante la polimerizzazione. Il successivo scongelamento fornisce una spugna con macropori interconnessi, avente stabilità meccanica tridimensionale e notevoli proprietà adsorbenti.

Applicazioni:

- sistemi di filtrazione domestica (es. rubinetti, cartucce filtranti);

- sistemi di purificazione per la bonifica;

- sistemi di rimozione d’inquinanti in impianti industriali.

Vantaggi:

- maggiore efficienza di adsorbimento;

- maggiore velocità sequestrante;

- migliore resistenza meccanica.

Articolo accettato per pubblicazione su Chemical Engineering Journal, vol. 399 (1 nov 2020)

https://www.sciencedirect.com/journal/chemical-engineering-journal/vol/399/suppl/C

Pagina pubblicata il: 03 agosto 2020