Nanotechnologia

Mieszane systemy nanocząsteczek mogą pomóc w oczyszczaniu wody i generowaniu wodoru

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

Podobne artykuły

W niedawno opublikowanym artykule w czasopiśmie Nanomedicine profesor fizyki UTA Wei Chen z zespołem współpracowników rozwinął ideę wykorzystania nanocząstek dwutlenku tytanu stymulowanych mikrofalami do zwalczania komórek nowotworowych bez uszkodzenia zdrowych komórek wokół nich. Metoda...
Zmiany koloru skóry kameleonów z zielonego w turkusowy i z różowego w pomarańczowy to niezawodny znak, że natura jest doskonałym projektantem. Złożone nanomechanizmy dyskretnie i z dużą łatwością przyczyniają się do stworzenia kamuflażu tych jaszczurek, dzięki czemu ich skóra...