La purification de l’eau
est l’une des utilisations les plus courantes des oxydes métalliques - dans laquelle le sesquioxyde de manganèse ne fait pas exception. S’appuyant sur une combinaison de porosité et d’une chimie redox intéressante, le sesquioxyde de manganèse non toxique peut être très efficace dans le cadre d’un régime de traitement de l’eau.

Le sesquioxyde de manganèse porte le manganèse, comme mentionné, à l’état d’oxydation +3. Par conséquent, il peut être utilisé pour éliminer les ions manganèse (ii) de la solution par une voie redox(1), à condition que le sesquioxyde ait été suffisamment soutenu, par exemple sur du sable ou de l’anthracite. Une telle filtration multimodale peut être efficace pour éliminer les contaminants à large spectre de l’eau. Lorsqu’ils sont utilisés avec l’oxyde de fer, le manganèse et les cofiltres à base de fer éliminent efficacement l’ammoniac (et les composés apparentés) de l’eau(2). Les composés biologiques ne sont pas non plus hors du mandat du sesquioxyde - l’éthinylestradiol est facilement immobilisé par un sesquioxyde supporté sur du sable ou un filtre anthracite(3). L’éthinylestradiol a des effets connus sur le système endocrinien et se trouve dans les médicaments contraceptifs.

La porosité a également été décrite comme un facteur clé, en plus d’autres phénomènes scientifiques de surface lorsque l’oxyde de manganèse (iii) s’est avéré efficace pour éliminer l’arsenic (iii) et l’arsenic (v) de l’eau. Démontrant une performance d’absorbance à des valeurs de pH faibles à neutres, l’oxyde de manganèse (iii) a permis une élimination presque complète (supérieure à 95%) - bien qu’il y ait eu préséance pour l’arsenic (iii) sur (v). La porosité du sesquioxyde de manganèse est la clé de sa bonne performance dans ce domaine(4).

Des applications de ce type ont été démontrées dans un système portatif pour fournir de l’eau potable à partir d’eau riche en arsenic, aux côtés d’autres oxydes de manganèse(5) - le système étant capable d’éliminer les ions arsenic à des niveaux inférieurs à ceux prescrits par l’Organisation mondiale de la santé. Une autre étude a montré que l’absorption de l’arsenic par les espèces de manganèse et d’oxyde de fer est améliorée lorsqu’une partie de l’arsenic a déjà été adsorbée à la surface - apparemment en raison de la création d’un plus grand nombre de sites propices à l’adsorption des espèces d’arsenic(6). D’autres études corroborent que la combinaison d’oxyde de fer et d’oxyde de manganèse (iii) est particulièrement efficace pour éliminer l’arsenic, dans une large gamme de valeurs de pH(7).

Bien que moins toxique que l’arsenic ou d’autres composés de métaux lourds, l’élimination des colorants est importante, en particulier des eaux de ruissellement industrielles. Encore une fois, d’après la porosité et la chimie de surface, le sesquioxyde de manganèse absorbe efficacement une gamme de colorants tels que le rouge Congo, qui est soluble dans l’eau et cancérigène(8). L’élimination d’un tel colorant est essentielle. Le mécanisme d’action se fait par sorption dans les mésopores dans des matériaux « cubes » Mn₂O₃ hautement poreux. Les chercheurs suggèrent que la capacité d’adsorption dépasse 125 mg par g.

Une partie de la raison pour laquelle le manganèse est utilisé dans le traitement et l’assainissement des contaminants polluants est que le mécanisme d’action fait écho à ce qui est observé dans la nature. Les oxydes de manganèse agissent comme accepteurs d’électrons terminaux dans les réactions de dissolution réductrice médiées par les microorganismes - via les actions de l’oxalate et du pyruvate(9), avec sorption d’un large éventail de matériaux modifiés par la présence de manganèse(10). La recherche a montré que dans les systèmes biologiques, la sorption du manganèse est favorisée à des valeurs de pH modérément plus faibles(11).