この化学者はどのようにして農業廃棄物を浄水器に変えるのか

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活性炭フィルターは、ピッチャー内の浄水フィルターとして、または蛇口に直接取り付けられる一般的な家庭用品になりました。 これらの活性炭フィルターは、廃水処理などの工業プロセスや煙突から放出される化学物質を濾過するためにも使用されます。

カリフォルニア大学リバーサイド校の化学・環境工学助教授であるカンディス・レスリー・アブドゥル・アジズ博士は、トウモロコシ茎葉やオレンジの皮などの農業廃棄物から活性炭フィルターを作成しました。

アブドゥルアジズは、彼女の研究について、そして製造プロセスをより持続可能で地球への害を軽減するものに変えるために何が必要かについてアイラに語ります。

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Kandis Leslie Abdul-Aziz は、カリフォルニア州リバーサイドにあるカリフォルニア大学リバーサイド校の化学および環境工学の助教授です。

IRA FLATOW: 活性炭フィルターを 1 つや 2 つ使用したことがあるでしょう。 それはウォーターピッチャーのフィルターで、おそらく実際よりも頻繁に交換する必要があります。 空気中の化学物質を除去するのは、空気清浄機の黒いフィルターでもあります。 これらは活性炭フィルターです。 そして、それらはあなたの家の中だけではありません。 廃水処理や煙突に使用されます。

しかし、リサイクル材料を使用してこれらのフィルターを作成できたらどうなるでしょうか? 次のゲストはこれに取り組んでいます。 彼女はこれまでに農業廃棄物、つまりトウモロコシの皮やオレンジの皮から活性炭フィルターを作ってきました。 彼女の研究についてさらに詳しく話すために、カリフォルニア大学リバーサイド校の化学および環境工学の助教授であるカンディス・アブドゥル・アジズ博士が私に加わりました。 カリフォルニア州リバーサイドに拠点を置いています。 アブドゥルアジズ博士、サイエンスフライデーへようこそ。

カンディス・アブドゥル・アジズ: わかりました。 ありがとう、アイラ。 ここに来られて嬉しいです。

IRA FLATOW: 前にも言いましたが、殻や茎、葉を炭素フィルターに変えます。 どうやってトウモロコシの廃棄物にたどり着いたのですか？

カンディス・アブドゥル・アジズ: そうですね、トウモロコシ廃棄物は実際には米国から排出される農業廃棄物のトップです。 私はイリノイ大学の学校に通っていたので、周囲のトウモロコシ畑のことはよく知っています。 それが、私たちが利用したいと考えていた最初の最初の問題の 1 つであり、発生するすべてのトウモロコシ廃棄物を何かできるかどうかを確認することでした。

IRA FLATOW: うーん、それではどうやってトウモロコシの皮をカーボンフィルターに変えるのですか? トウモロコシの皮にマッチを当てると燃えて黒くなるのは知っていますが、そんなことはしませんよね？

カンディス・アブドゥル・アジズ: いいえ、カリフォルニア大学リバーサイド校の私の研究室では、トウモロコシの皮や柑橘類の皮さえも固体の炭素に分解できるプロセスを実際に開発しました。 そこで私たちが行うのは、その固体炭素に化学修飾を加えて、活性炭と呼ばれるこの細孔構造を作成することです。 そして、これらのさまざまな優れた用途すべてに活性炭を利用できます。

IRA FLATOW: それでは、これらのクールなアプリケーションのいくつかについて話しましょう。 本当に良いものをいくつか挙げてください。

カンディス・アブドゥル・アジズ: そうですね、人々が最もよく知っているものの 1 つは水の濾過です。 実際、私の研究室では、農業廃棄物からの活性炭フィルターを改造し、それをさまざまな水質汚染物質の除去に利用する方法を研究しています。 もう一つの方法は空気浄化です。 したがって、たとえば車の中で活性炭フィルターを使用して、車の運転中に流れる空気を浄化することができます。

アイラ・フラットウ: うーん。 どこにでも存在する PFAS を実際にフィルタリングできることがわかりましたね。

カンディス・アブドゥル・アジズ: 私たちが最初にこれらの活性炭浄水フィルターの開発に取り組み始めたとき、さまざまなフェノール化合物の除去を検討していました。なぜなら、それらは通常産業廃棄物から出てくるものだからです。 しかし、私たちは水道自治体、特に私たちがいる南カリフォルニアの何人かの人々と話をしましたが、PFAS は、下水から水を除去するという点で、これらの自治体の多くが念頭に置いているものの 1 つであるようでした。 そこで私たちは最近、廃水からの PFAS の除去と、それを効果的に行えるように活性炭の特性も変更することを検討し始めました。