Nanoparticelle Fotocatalitiche: Dalle Superfici di Pulizia a Produzione dell'Idrogeno

Dalla Volontà Soutter

Argomenti Coperti

Introduzione
Vetro di Facile-Pulizia ed antiappannante
Superfici Autopulenti ed Antibatteriche
Filtrazione dell'Acqua e dell'Aria
Fenditura Fotocatalitica dell'Acqua per Produzione dell'Idrogeno
Conclusioni
Riferimenti

Introduzione

Nanoparticelle Fotocatalitiche, come il nome suggerisce, attività catalitica della mostra una volta attivato con indicatore luminoso. Il materiale che è stato trovato per avere l'attività più fotocatalitica è biossido di titanio (TiO2), sebbene parecchi altri nanomaterials semiconduttori siano stati investigatedm quale disiliciuro di titanio (TiS2).

Le nanoparticelle2 di TiO sono attivate da indicatore luminoso nell'intervallo UV, o all'estremità molto lontana di indicatore luminoso visibile blu. Le nanoparticelle efficacemente trasferiscono l'energia da questa attaccano i composti organici, che nella maggior parte dei casi è abbastanza per decomporre il composto complessivamente. Ciò rende le particelle fotocatalitiche efficaci come agente di sgrassatura.

Vetro di Facile-Pulizia ed antiappannante

Una delle domande più comuni di questa tecnologia non è rigorosamente fotocatalitica. Nessuna reazione chimica accade - la superficie, che è stata trattata con le nanoparticelle2 di TiO, diventa semplicemente altamente idrofila (acqua che attira) una volta esposta a luce UV. Ciò trasforma l'acqua distribuire fuori nella superficie, coprente la in una pellicola trasparente sottile piuttosto che bordando sulle goccioline.

Ciò impedisce l'annebbiamento delle superfici di metallo di vetro e brillanti ed egualmente rende la superficie significativamente più facile pulire, poichè i materiali organici non può aderire direttamente alla superficie. La superficie può quindi essere pulita facilmente con una strofinata, o uno spruzzo con le superfici all'aperto acqua fresche è pulito efficacemente da pioggia.

Superfici Autopulenti ed Antibatteriche

La Figura 1. nanoparticelle TiO2 può tenere le superfici pulite per i mesi, o persino gli anni, cataliticamente decomponendo la materia organica ed uccidendo fuori dai microbi con i radicali liberi prodotti. Credito di Immagine: “Pulendo con la Luce Solare„, Frauenhofer IGB

Alcune superfici sono state destinate per fare un passo avanti - quando le nanoparticelle attivate UV2 di TiO cataliticamente decompongono le molecole organiche, producono i radicali liberi - composti altamente reattivi che sono tossici ai batteri ed ai funghi. Ciò fa le superfici2 TiO-trattate chesterilizzano, che è estremamente utile per le applicazioni mediche e nell'industria alimentare.

Le superfici Autopulenti facendo uso delle nanoparticelle fotocatalitiche egualmente sono state sviluppate per i lati dei beni immobili, della mobilia all'aperto e delle superfici di vetro quali gli schermi dello smartphone. I Ricercatori a Frauenhofer IGB stanno ottimizzando le mani di nanoparticella per varie applicazioni ed hanno prodotto le mani e le vernici di sottili pellicole che terranno la mobilia esente da muschio e dai funghi per due anni e puliranno le impronte digitali e la sporcizia fuori da uno smartphone con appena un'ora o esposizione a luce solare.

Filtrazione dell'Acqua e dell'Aria

Le nanoparticelle Fotocatalitiche egualmente sono state suggerite come un trattamento o additivo per l'acqua ed i filtri dell'aria. Ciò potrebbe contribuire a sterilizzare l'aria nelle stanze pulite o in laboratori ed a decomporre i composti organici volatili nocivi (VOCs) in gas di scarico dalle fabbriche o dagli stabilimenti chimici prima che fossero rilasciati all'atmosfera.

Il trattamento delle acque è un'applicazione meno sviluppata della tecnologia fotocatalitica. I Sistemi di depurazione delle acque progettati per uso nelle piscine sono già disponibili nel commercio, ma c'è grande interesse nel usando la tecnologia, con i sistemi di trattamento esistenti, per fare l'acqua potabile pulita e sicura più disponibile in paesi in via di sviluppo e nelle posizioni remote. La Fotocatalisi potrebbe finalmente fa parte una parte importante di trattamento e di riciclaggio delle acque reflue.

Fenditura Fotocatalitica dell'Acqua per Produzione dell'Idrogeno

Sebbene questa applicazione sia corrente nella fase della ricerca, la fotocatalisi è considerata come un candidato eccellente per produzione accessibile di idrogeno. I Vari tipi di nanoparticelle sono stati studiati come candidati per questa applicazione, compreso nichel, rutenio e l'ossido di ferro del bismuto.

Nella fase del consumo, l'idrogeno assomiglia ad un combustibile perfetto - brucia efficientemente e produce niente di più nocivo dell'acqua pura. Tuttavia, la produzione di idrogeno con i metodi impiegati corrente richiede i gran quantità di energia, che è più probabile da venire dai combustibili fossili, realizzanti una inversione le credenziali verdi del combustibile dell'idrogeno.

Le Tecnologie come la fotocatalisi potrebbero aprire l'itinerario ad idrogeno vero carbonio-neutrale, che senza dubbio avrebbe accelerato la sua approvazione per uso in veicoli e pile a combustibile stazionarie.

Conclusioni

C'è senza dubbio che le nanoparticelle2 di TiO sono una tecnologia rivoluzionaria di sterilizzazione e di pulizia. Poichè il loro uso diventa più diffuso, vederemo meno e meno superfici sporche nella vita di tutti i giorni. Inoltre, la facilità di pulizia delle superfici2 TiO-trattate diminuirà la quantità di prodotti chimici duri di pulizia usati, che avranno un impatto ambientale positivo.

La Ricerca è in corso in altri nanomaterials fotocatalitici, specialmente un che potrebbero essere sintonizzati ad un intervallo più specifico di energia, permettendo alla catalisi dei trattamenti chimici più specifici, piuttosto che appena la decomposizione a banda larga. Se le reazioni chimiche fotocatalitiche diventano comuni in futuro, sarà un punto significativo verso il sostentamento economico dell'industria chimica, poichè la fotocatalisi è altamente un modo efficace di utilizzare la potenza del sole, senza dovere usare la fase intermedia inefficiente della conversione fotovoltaica all'elettricità.

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Riferimenti

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

Last Update: 13. August 2012 05:45

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