Opis projektu
Struktury metaloorganiczne na potrzeby zrównoważonych nawozów fosforowych
Aby wyżywić coraz większą populację świata, rolnicy muszą zwiększyć plony, stosując wydajne nawozy, które zazwyczaj zawierają fosfor. Większość fosforu wykorzystywanego w nawozach pochodzi ze skał fosforanowych, których zasoby są ograniczone. Cyrkonowe struktury metaloorganiczne (ang. zirconium-based metal-organic framework, Zr-MOF) uznawane są za materiały odpowiednie do odzyskiwania fosforanu, zarówno z zanieczyszczonych, jak i zeutrofizowanych wód na potrzeby produkcji nawozów fosforowych, ze względu na ich dużą powierzchnię, stabilność wodną i silne powinowactwo z fosforanem. Celem finansowanego ze środków UE projektu PSust-MOF jest osiągnięcie poprawy w zakresie ponownego wykorzystania nawozów na bazie fosforanu. Ponadto w roli medium reakcyjnego do syntezy Zr-MOF, zgodnego z wymogami produkcji przemysłowej, w ramach projektu użyta zostanie woda.
Cel
The efficient use of chemical fertilizers is essential to face the Sustainable Development Goal-2: Zero Hunger. Specifically, phosphorous-fertilizers are mainly produced by mining the non-renewable phosphate rock (PR), with both inefficient production and application processes causing dramatic environmental damages.
A new European fertilizer regulation encourages the development of new strategies driving to a P-circular economy. Phosphate could be recovered from both waste/eutrophicated water to produce P-fertilizers. However, the prevailing recovery rates cannot satisfy the whole P-demand. Thus, novel methods for a more sustainable production of P-fertilizers are also urgently needed.
Zirconium-based Metal-Organic Frameworks (Zr-MOFs) are porous crystalline materials easy to functionalize showing large surface areas, water stability and a strong affinity to phosphate. Hence, they could act as promising P-recovery adsorbents. Besides, they have recently proved to promote the dissolution of highly stable minerals. Thus, they could enhance the dissolution of PR under milder condition, mitigating the environmental risks of PR-mining. Unfortunately, Zr-MOFs are usually prepared using toxic organic solvents, limiting their industrial progress.
The project entitled “Metal-Organic Frameworks as multifunctional materials toward P-sustainability” (PSust-MOF) addresses the greener production Zr-MOFs with controlled particle features by using water as solvent. The main features determining both P-recovery process and promotion of apatite dissolution (main component of PR), will be identified. This knowledge will enable the design of advanced Zr-MOF materials which will be tested, for P-recovery or PR-dissolution, under real conditions. It is expected that the results of the project will not only have a strong impact on P-sustainability. Given the wide-range of applications of MOFs, the greener design of Zr-MOFs will also favour their industrial progress in multiple fields.
Dziedzina nauki
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordynator
18071 Granada
Hiszpania