Photocatalytic Nanoparticles: Von Reinigungs-Oberflächen zu Wasserstoff-Produktion

Durch Willen Soutter

Themen Umfaßt

Einleitung
Dunsthemmendes und Einfach-Reinigung Glas
Selbstreinigende und Antibakterielle Oberflächen
Luft und Wasser-Filtration
Photocatalytic Wasser-Spaltung für Wasserstoff-Produktion
Schlussfolgerungen
Bezüge

Einleitung

Photocatalytic nanoparticles, als der Name schlägt vor, Ausstellungskatalytische aktivität, wenn Sie mit Leuchte aktiviert werden. Das Material, das gefunden worden ist, um die photocatalytic Aktivität zu haben ist Titandioxid (TiO2), obgleich einige andere Halbleiternanomaterials investigatedm wie Titandisilicide (TiS) gewesen2 sind.

TiO-2 nanoparticles werden durch Leuchte in der UVreichweite oder am sehr Fern der blauen sichtbaren Leuchte aktiviert. Die nanoparticles übertragen effektiv die Energie von dieser Leuchte in organische Verbindungen, die in den meisten Fällen genug ist, zum des Mittels völlig zu zerlegen. Dieses macht die photocatalytic Partikel effektiv als Reinigungsmittel.

Dunsthemmendes und Einfach-Reinigung Glas

Eine der geläufigsten Anwendungen für diese Technologie ist nicht ausschließlich photocatalytic. Keine chemische Reaktion tritt auf - die Oberfläche, die mit TiO-nanoparticles behandelt worden2 ist, wird einfach in hohem Grade hydrophil (das anziehende Wasser) wenn sie UV-Licht freigelegt wird. Dieses lässt das Wasser über der Oberfläche heraus ausbreiten und deckt es in einer dünnen transparenten Folie eher als bördelnd oben in Tröpfchen ab.

Dieses verhindert die Einnebelung von Glas- und glänzenden Metalloberflächen, und macht auch die Oberfläche beträchtlich einfacher zu säubern, da organische Materialien nicht imstande ist, die Oberfläche direkt anzuhaften. Die Oberfläche kann mit einem Wischer deshalb leicht gesäubert werden, oder ein Spray mit neuen wasser- Oberflächen im Freien werden effektiv durch Niederschlag gesäubert.

Selbstreinigende und Antibakterielle Oberflächen

Abbildung 1. nanoparticles TiO2 kann Oberflächen sauber halten für Monate oder sogar Jahre, indem sie katalytisch organische Substanz zerlegt und weg von den Mikroben mit den freien produzierten Radikalen beendet. Bildkredit: „Säubernd mit Sonnenlicht“, Frauenhofer IGB

Etwas Oberflächen sind konstruiert worden, um zu gehen ein weiterer Schritt - wenn Aktivierte TiO-2 UVnanoparticles katalytisch organische Moleküle zerlegen, produzieren sie freie Radikale - in hohem Grade reagierende Mittel, die zu den Bakterien und zu den Pilzen giftig sind. Dieses macht die TiO-behandelten2 Oberflächen, die selbst-entkeimen, das für medizinische Anwendungen extrem nützlich ist, und in der Lebensmittelindustrie.

Selbstreinigende Oberflächen unter Verwendung der photocatalytic nanoparticles sind auch für die Seiten von Gebäuden, Möbeln von im Freien und von Glasoberflächen wie Smartphonebildschirmen entwickelt worden. Forscher bei Frauenhofer IGB haben die Nanoparticlebeschichtungen für verschiedene Anwendungen optimiert und haben Dünnschichtbeschichtungen und Lacke produziert, die Möbel frei vom Moos und von den Pilzen für zwei Jahre halten, und werden Fingerabdrücke und Schmutz weg von einem Smartphone mit gerade einer Stunde oder Aussetzung zum Sonnenlicht säubern.

Luft und Wasser-Filtration

Photocatalytic nanoparticles sind auch als Behandlung oder Zusatz für Wasser und Luftfilter vorgeschlagen worden. Dieses könnte helfen, Luft in den Reinräumen oder in den Labors zu entkeimen, und schädliche flüchtige organische Verbindungen (VOCs) in den Abgasen von den Fabriken oder von den Chemiefabriken zu zerlegen, bevor sie der Atmosphäre freigegeben werden.

Wasserbehandlung ist eine weniger entwickelte Anwendung der photocatalytic Technologie. Die Kläranlagen, die für Gebrauch in den Schwimmbädern bestimmt sind, sind bereits handelsüblich, aber es gibt große Zinsen, an, die Technologie einzusetzen, mit existierenden Behandlungsanlagen, um das saubere und sichere Trinkwasser zu machen, das in Entwicklungsländern und in den entfernten Stationen erhältlicher ist. Photocatalysis könnte Teil darstellen schließlich eines wichtigen Teils Abwasserbehandlung und Wiederverwertung.

Photocatalytic Wasser-Spaltung für Wasserstoff-Produktion

Obgleich diese Anwendung aktuell in der Forschungsstufe ist, wird photocatalysis ein als ausgezeichneter Kandidat für erschwingliche Produktion des Wasserstoffs betrachtet. Verschiedene Baumuster von nanoparticles sind als Kandidaten für diese Anwendung, einschließlich Nickel, Ruthenium und Wismuteisenoxid nachgeforscht worden.

In dem Verbrauchsstadium sieht Wasserstoff wie ein perfekter Kraftstoff aus - er brennt effizient und produziert nichts, das schädlicher als reines Wasser ist. Jedoch Produktion des Wasserstoffs durch die Methoden, die aktuell angewendet werden, benötigt die riesigen Mengen Energie, die höchstwahrscheinlich, von den Fossilienbrennstoffen zu kommen ist und verneint die grünen Bescheinigungen des Wasserstoffkraftstoffs.

Technologien wie photocatalysis konnten den Weg zum wirklich Kohlenstoff-neutralen Wasserstoff erschließen, der ohne Zweifel seine Annahme für Gebrauch in den Fahrzeugen und in den stationären Brennstoffzellen beschleunigen würde.

Schlussfolgerungen

Es gibt keinen Zweifel, dass TiO-2 nanoparticles eine revolutionäre Reinigungs- und Sterilisationstechnologie sind. Da ihr Gebrauch weiterverbreitet wird, sehen wir weniger und weniger schmutzige Oberflächen im Alltagsleben. Außerdem verringert die Leichtigkeit der Reinigung von2 TiO-behandelten Oberflächen die Menge von den rauen verwendeten Reinigungschemikalien, die eine positive Umweltbelastung haben.

Forschung läuft in andere photocatalytic Nanomaterials, besonders eine, die zu einem spezifischeren Energiebereich justiert werden konnten und aktiviert Katalyse von spezifischeren chemischen Prozessen, eher als gerade Breitbandaufspaltung. Wenn photocatalytic chemische Reaktionen in der Zukunft üblich werden, ist es ein beträchtlicher Schritt hin zu der Nachhaltigkeit der chemischen Industrie, da photocatalysis eine in hohem Grade effiziente Art ist, die Leistung der Sonne zu verwenden, ohne zu müssen, die ineffiziente Zwischenstufe der photo-voltaischen Umwandlung zum Strom zu verwenden.

Klicken Sie hier für mehr auf photocatalysis auf AZoNano.

Bezüge

Date Added: Jul 30, 2012 | Updated: Aug 13, 2012

Last Update: 13. August 2012 05:45

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