TUM-onderzoekers ontwikkelen uiterst effectief filtermateriaal
Onderzoekers van de Technische Universiteit München (TUM) hebben een nieuwe, efficiënte methode ontwikkeld om PFAS uit drinkwater te filteren. Ze vertrouwen op zogenaamde metal-organic framework compounds, die veel beter werken dan de materialen die tot nu toe algemeen worden gebruikt. Zelfs extreem lage concentraties PFAS in het water kunnen nog steeds worden opgevangen.
Per- en polyfluoroalkylstoffen (PFAS) worden beschouwd als “eeuwige chemicaliën”. Ze ontbinden over het algemeen niet vanzelf, zelfs niet na eeuwen, en vormen daarom een langetermijnbedreiging voor mens en dier. PFAS wordt gebruikt in talloze producten zoals textiel, blusschuim en voedselverpakkingen. Op deze manier komen grote hoeveelheden in het milieu terecht. De stoffen kunnen zich via voedsel en drinkwater in het lichaam ophopen en zo ernstige gezondheidsproblemen veroorzaken. Reden te meer om te zoeken naar een goede methode om PFAS uit drinkwater te filteren.
Waterstabiele metaal-organische raamwerkverbindingen
Het team onder leiding van Nebojša Ili?Ó van de TUM Chair of Urban Water Systems Engineering en Prof. Soumya Mukherjee, een voormalig postdoctoraal onderzoeker van Alexander von Humboldt bij de TUM Chair of Inorganic and Organometallic Chemistry tijdens de studieperiode en nu universitair docent materiaalkunde aan de University of Limerick, ontdekten dat waterstabiele metaal-organische raamwerkverbindingen gemaakt van zirkoniumcarboxylaat bijzonder effectieve PFAS-filters opleveren. De op maat gemaakte klasse van materialen wordt gekenmerkt door de aanpasbare poriegroottes en oppervlaktechemie. De materialen zijn waterbestendig en sterk elektrostatisch geladen. Door de structuren specifiek te ontwerpen en te combineren met polymeren, is de filtercapaciteit aanzienlijk verbeterd ten opzichte van reeds gebruikte materialen, zoals actieve kool en speciale harsen.
Prof. Jörg Drewes, hoogleraar Urban Water Systems Engineering, benadrukt de grote maatschappelijke betekenis van de onderzoeksresultaten: “PFAS vormen een constante bedreiging voor de volksgezondheid. Te lang zijn de negatieve effecten van de chemicaliën, die er onder andere voor zorgen dat regenjassen waterdicht en ademend zijn, onderschat. De industrie is hier nu over na gaan denken, maar de erfenis van PFAS zal ons nog generaties lang blijven beïnvloeden”, aldus Prof. Jörg Drewes
In je eentje kom je nergens
Onderzoekers van de TUM School of Natural Sciences werkten samen met collega’s van de TUM School of Engineering and Design en simulatie-experts van de TUM School of Computation, Information, and Technology om de nieuwe filters te ontwikkelen en te onderzoeken. Prof. Roland Fischer, hoogleraar Anorganische en Organometaalchemie, benadrukt: “Bij het oplossen van zulke grote uitdagingen moeten experts uit een breed scala aan disciplines samenwerken. In je eentje kom je nergens. Ik ben verheugd dat deze aanpak hier opnieuw zijn waarde heeft bewezen.”
Het zal echter nog wel even duren voordat men dit nieuwe filtermateriaal op grote schaal in waterwerken toegepast. Het nieuw ontdekte principe moet men nog implementeren met duurzaam beschikbare, goedkope materialen die in alle opzichten veilig zijn. Hiervoor is aanzienlijk meer onderzoek en technische oplossingen nodig.
Publicaties
N. Ili?Ó, K. Tan, F. Mayr, S. Hou, BM Aumeier, EMC Morales, U. Hübner, J. Cookman, A. Schneemann, A. Gagliardi, JE Drewes, RA Fischer, S. Mukherjee, Trace Adsorptive Verwijdering van PFAS uit water door het optimaliseren van de UiO-66 MOF-interface, erschienen in: Adv. Mater. 21.11.2024, 2413120. https://doi.org/10.1002/adma.202413120
Verdere informatie en links
De leerstoel Anorganische en Metaalorganische Chemie is onderdeel van de TUM School of Natural Sciences
De leerstoel Urban Water Systems Engineering is onderdeel van de TUM School of Engineering and Design
 hebben een nieuwe, efficiënte methode ontwikkeld om PFAS uit drinkwater te filteren){kind=link}