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Nanoparticles Photocatalytic : Des Surfaces de Nettoyage à la Production d'Hydrogène

Par Volonté Soutter

Sujets Couverts

Introduction
Glace antivoile et de Facile-Nettoyage
Surfaces Autonettoyantes et Antibactériennes
Filtration d'Air et de l'Eau
Clivage Photocatalytic de l'Eau pour la Production d'Hydrogène
Conclusions
Références

Introduction

Nanoparticles Photocatalytic, comme nom suggère, activité catalytique de document une fois lancé avec la lumière. Le matériau qui s'est avéré pour avoir l'activité la plus photocatalytic est dioxyde de titane (TiO2), bien que plusieurs autres nanomaterials semi-conducteurs aient été investigatedm tel que le disiliciure titanique (TiS2).

Des nanoparticles2 de TiO sont lancés par la lumière dans le domaine UV, ou à l'extrémité même de la lumière visible bleue. Les nanoparticles transfèrent effectivement l'énergie à partir de cette lumière dans les composés organiques, qui est dans la plupart des cas assez pour décomposer le composé totalement. Ceci rend les particules photocatalytic pertinentes comme produit d'épuration.

Glace antivoile et de Facile-Nettoyage

Une des demandes les plus communes de cette technologie n'est pas strictement photocatalytic. Aucune réaction chimique ne se produit - la surface, qui a été traitée avec des nanoparticles2 de TiO, devient simplement hautement hydrophile (l'eau attirant) une fois exposée à la lumière UV. Ceci transforme l'eau étendre au-dessus de la surface, la couvrant dans un film transparent mince plutôt que perlant en gouttelettes.

Ceci évite le voilage des surfaces métalliques en verre et brillantes, et facilite également la surface sensiblement pour nettoyer, car les matières organiques ne peut pas adhérer à la surface directement. La surface peut pour cette raison être facilement nettoyée avec un chiffon, ou un pulvérisateur avec de l'eau l'eau douce - des surfaces extérieures sont nettoyées effectivement par des précipitations.

Surfaces Autonettoyantes et Antibactériennes

Le Schéma 1. les nanoparticles TiO2 peut maintenir des surfaces propres pendant des mois, ou même des années, catalytiquement en décomposant la substance organique et en la détruisant hors des microbes avec les radicaux libres produits. Crédit d'Image : « Nettoyant avec la Lumière solaire », FRONTIÈRE ENTRE LES DEUX ALLEMAGNES de Frauenhofer

Quelques surfaces ont été conçues pour aller un peu plus - quand les nanoparticles de TiO lancés2 par UV décomposent catalytiquement les molécules organiques, ils produisent des radicaux libres - les composés hautement réactifs qui sont toxiques aux bactéries et aux champignons. Ceci effectue les surfaces2 TiO-traitées auto-stérilisant, qui est extrêmement utile pour des applications médicales, et dans l'industrie alimentaire.

Des surfaces Autonettoyantes utilisant les nanoparticles photocatalytic ont été également développées pour les côtés des bâtiments, des meubles extérieurs, et des surfaces en verre telles que des écrans de smartphone. Les Chercheurs à la FRONTIÈRE ENTRE LES DEUX ALLEMAGNES de Frauenhofer avaient optimisé les couches de nanoparticle pour différentes applications, et ont produit les couches et les peintures en couche mince qui maintiendront des meubles exempts de la mousse et des champignons pendant deux années, et nettoieront des empreintes digital et des saletés hors d'un smartphone avec juste une heure ou exposition à la lumière solaire.

Filtration d'Air et de l'Eau

Des nanoparticles Photocatalytic ont été également suggérés en tant qu'une demande de règlement ou additif pour l'eau et des filtres à air. Ceci pourrait aider à stériliser l'air dans les chambres propres ou les laboratoires, et à décomposer les composés organiques volatils nuisibles (VOCs) en gaz d'échappement des usines ou des usines chimiques avant qu'ils soient relâchés à l'ambiance.

Le Traitement des eaux est une application moins développée de technologie photocatalytic. Les systèmes de Traitement des eaux conçus pour l'usage en piscines sont déjà disponibles dans le commerce, mais il y a intérêt grand en employant la technologie, en tandem avec les systèmes de demande de règlement existants, pour préparer l'eau potable propre et sûre plus disponible dans les pays en développement et dans les sites distants. Photocatalysis pourrait font éventuellement une part importante de traitement des eaux et de réutilisation de rebut.

Clivage Photocatalytic de l'Eau pour la Production d'Hydrogène

Bien Que cette application soit actuel dans le stade de recherches, le photocatalysis est considéré un excellent candidat pour la production abordable de l'hydrogène. Des types Variés de nanoparticles ont été vérifiés comme candidats pour cette application, y compris le nickel, le ruthénium, et l'oxyde de fer de bismuth.

Au stade de consommation, l'hydrogène ressemble à une essence parfaite - il brûle efficacement, et ne produit rien plus nuisible que l'eau pure. Cependant, la production de l'hydrogène par les méthodes employées actuel exige des montants considérables d'énergie, il est le plus susceptible venir que des combustibles fossiles, réalisant une inversion les qualifications vertes de l'essence d'hydrogène.

Les Technologies comme le photocatalysis pourraient ouvrir l'artère à l'hydrogène véritablement carbone-neutre, qui accélérerait sans doute son adoption pour l'usage en véhicules et cellules à combustible stationnaires.

Conclusions

Il n'y a aucun doute que les nanoparticles2 de TiO sont une technologie révolutionnaire de nettoyage et de stérilisation. Car leur utilisation devient plus répandue, nous verrons moins et moins surfaces modifiées dans la vie quotidienne. D'ailleurs, la facilité du nettoyage des surfaces2 TiO-traitées réduira la quantité de produits chimiques brutaux de nettoyage utilisés, qui auront un impact sur l'environnement positif.

La Recherche est actuelle dans d'autres nanomaterials photocatalytic, en particulier ceux qui pourraient être ajustés à un domaine plus particulier d'énergie, activant la catalyse des procédés chimiques plus particuliers, plutôt que juste la décomposition à bande large. Si les réactions chimiques photocatalytic deviennent communes à l'avenir, ce sera un pas important vers l'aptitude à soutenir des opérations prolongées de l'industrie chimique, car le photocatalysis est une voie très efficace d'employer l'alimentation électrique du soleil, sans devoir utiliser le stade intermédiaire inefficace de la conversion photovoltaïque en électricité.

Cliquez ici pour plus sur le photocatalysis sur AZoNano.

Références

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

Last Update: 13. August 2012 05:45

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