Nanotechnologia

Technologia oczyszczania wody została opracowana przez On-Kuan Luo, Andy Hor i kolegów z Instytutu Badań Materiałów i Inżynierii (IMRE) A * STAR. „Wszelkie innowacyjne  technologie, które mogą usunąć lub zniszczyć zanieczyszczenia organiczne z wody są bardzo mile widziane”, wyjaśnia Hor, który jest dyrektorem wykonawczym IMRE a także jest związany z National University of Singapore.

Materiały fotokatalityczne mogą wykorzystać światło słoneczne, aby stworzyć ładunki elektryczne, które dostarczają energii potrzebnej do przeprowadzenia reakcji chemicznych w cząsteczkach dołączonych do powierzchni katalizatora. Oprócz zdolności do rozkładania szkodliwych związków chemicznych w wodzie, fotokatalizatory służą również do dzielenia wody na składniki tlenu i wodoru; wodór można następnie stosować jako zielone źródło energii.

Hor i jego zespół wykorzystał i poprawił istniejący katalizator. Związki na bazie tlenu, takie jak tytanian strontu (SrTiO3) są obiecujące, ponieważ są wytrzymałe i stabilne i są odpowiednie do stosowania w wodzie. Jedną z innowacji zespołu było zwiększenie aktywności katalitycznej poprzez dodanie niewielkich ilości lantanu, co zapewniło dodatkowe użyteczne ładunki elektryczne.

Katalizatory muszą także przechwytywać wystarczającą ilość światła słonecznego w celu katalizy reakcji chemicznych. Aby umożliwić fotokatalizatorowi zebrać więcej światła, naukowcy dołączili nanocząstki złota do mikrosfer SrTiO3 z domieszką lantanu. Te nanocząstki złota są wzbogacone elektronami, i stąd działają jak anteny, koncentrując światło w celu przyspieszenia reakcji katalitycznej.

Porowata struktura mikrosfery dostarcza dużej powierzchni, tym samym zapewnia więcej miejsca do wiązania cząsteczek organicznych. Jeden gram tego materiału ma pole powierzchni około 100 m². „Duża powierzchnia odgrywa kluczową rolę w osiągnięciu dobrej aktywności fotokatalitycznej,” komentuje Luo.

Mikrocząstki te mogą być także stosowane do rozdzielania wody mówi Luo.Zespół pokazał, że mikrocząsteczki z nanocząstek złota dają lepsze wyniki w doświadczeniach dzielenia wody niż bez złota, dodatkowo podkreślając uniwersalność i skuteczność tych mikrosferNowy katalizator może mieć ogromne korzyści dla środowiska, jeżeli może wywiązać się ze swojego potencjału, sugerują badania z Singapuru. Naukowcy A * STAR wyprodukowali katalizator z nanocząsteczkami złota-antenami, które mogą poprawić jakość wody w świetle dziennym, a także generują wodór jako źródła energii zielonej.

źródło artykułu: www.phys.org

źródło grafiki: www.wikimedia.org