Photocatalytic Nanoparticles: Van het Schoonmaken Oppervlakten aan de Productie van de Waterstof

Door Zal Soutter

Besproken Onderwerpen

Inleiding
Anti-Fogging en gemakkelijk-Schoonmaakt Glas
Zelfreinigende en Antibacteriële Oppervlakten
De Filtratie van de Lucht en van het Water
Het Splijten van het Water van Photocatalytic voor de Productie van de Waterstof
Conclusies
Verwijzingen

Inleiding

Photocatalytic nanoparticles, zoals de naam voorstelt, stelt katalytische activiteit tentoon wanneer geactiveerd met licht. Het materiaal dat is gevonden om de meest photocatalytic activiteit te hebben is titaniumdioxyde (TiO2), hoewel verscheidene andere semiconducting nanomaterials investigatedm zoals titaniumdisilicide (TiS)2 zijn geweest.

TiO wordt2 nanoparticles geactiveerd door licht in de UVwaaier, of op het zeer verre eind van blauw zichtbaar licht. Nanoparticles brengen effectief de energie van dit licht over in organische samenstellingen, dat in de meeste gevallen genoeg is om de samenstelling totaal te ontbinden. Dit maakt de photocatalytic deeltjes als schoonmakende agent efficiënt.

Anti-Fogging en gemakkelijk-Schoonmaakt Glas

Één van de gemeenschappelijkste toepassingen voor deze technologie is niet strikt photocatalytic. Geen chemische reactie komt voor - de oppervlakte, die met TiO nanoparticles2 is behandeld, eenvoudig wordt hoogst hydrofiel (water dat aantrekt) wanneer blootgesteld aan UVlicht. Dit maakt het water uit over de oppervlakte uitspreiden, die het behandelt in een dunne transparante film eerder dan het parelen omhoog in druppeltjes.

Dit verhindert het vertroebelen van glas en glanzende metaaloppervlakten, en maakt ook de oppervlakte beduidend gemakkelijker schoon te maken, aangezien de organische materialen de oppervlakte niet kan direct aanhangen. De oppervlakte kan daarom gemakkelijk met worden schoongemaakt afveegt, of een nevel met zoet water - de openluchtoppervlakten worden schoongemaakt effectief door regenval.

Zelfreinigende en Antibacteriële Oppervlakten

Figuur 1. TiO2 nanoparticles kan oppervlakten houden maanden, of zelfs jaren schoon, door organische kwestie en slachtpartijmicroben met de vrije geproduceerde basissen katalytisch te ontbinden. Het krediet van het Beeld: „Schoonmakend met Zonlicht“, Frauenhofer IGB

Sommige oppervlakten zijn ontworpen om één stap verder te gaan - wanneer UV geactiveerde TiO2 nanoparticles katalytisch organische molecules ontbindt, produceren zij vrije basissen - hoogst reactieve samenstellingen die aan bacteriën en paddestoelen giftig zijn. Dit maakt tiO-Behandelde2 oppervlakten zelf-steriliseert, die voor medische toepassingen, en in de voedselindustrie uiterst nuttig is.

De Zelfreinigende oppervlakten die photocatalytic nanoparticles gebruiken zijn ook ontwikkeld voor de kanten van gebouwen, openluchtmeubilair, en glasoppervlakten zoals de smartphoneschermen. De Onderzoekers in Frauenhofer IGB hebben de nanoparticledeklagen voor diverse toepassingen, geoptimaliseerd en thin-film deklagen en verven veroorzaakt die meubilair van mos en paddestoelen twee jaar, vrij zullen houden en vingerafdrukken en vuil van een smartphone met enkel één uur of blootstelling aan zonlicht zullen schoonmaken.

De Filtratie van de Lucht en van het Water

Photocatalytic is nanoparticles ook voorgesteld als behandeling of additief voor water en luchtfilters. Dit kon helpen om lucht in schone ruimten of laboratoria te steriliseren, en schadelijke vluchtige organische samenstellingen in (VOCs) uitlaatgassen van fabrieken of chemische installaties te ontbinden alvorens zij aan de atmosfeer worden vrijgegeven.

De behandeling van het Water is een minder ontwikkelde toepassing van photocatalytic technologie. De de behandelingssystemen van het Water die voor gebruik in zwembaden worden ontworpen zijn reeds in de handel verkrijgbaar, maar er is duidelijke belangstelling in het gebruiken van de technologie, met bestaande behandelingssystemen, om schoon en veilig drinkwater in ontwikkelingslanden en in verre plaatsen ter beschikking te stellen. Photocatalysis kon een belangrijk stuk uiteindelijk vormen van afvalwater behandeling en recycling.

Het Splijten van het Water van Photocatalytic voor de Productie van de Waterstof

Hoewel deze toepassing momenteel in het onderzoekstadium is, wordt photocatalysis beschouwd als om een uitstekende kandidaat voor betaalbare productie van waterstof. Diverse types van nanoparticles zijn onderzocht als kandidaten voor deze toepassing, met inbegrip van nikkel, ruthenium, en het oxyde van het bismutijzer.

In het consumptiestadium, kijkt de waterstof als een perfecte brandstof - het brandt efficiënt, en produceert niets schadelijker dan zuiver water. Nochtans, vereist de productie van waterstof door de momenteel gebruikte methodes reusachtige hoeveelheden energie, die most likely om uit fossiele brandstoffen is te komen, ontkennend de groene geloofsbrieven van de waterstofbrandstof.

De Technologieën zoals photocatalysis konden de route voor echt koolstof-neutrale waterstof openstellen, die zonder twijfel zijn goedkeuring voor gebruik in voertuigen en stationaire brandstofcellen zou verzenden.

Conclusies

Er is geen twijfel dat TiO2 nanoparticles een revolutionaire het schoonmaken en sterilisatietechnologie is. Aangezien hun gebruik meer algemeen wordt, zullen wij minder en minder vuile oppervlakten in het dagelijkse leven zien. Voorts zal het gemak van het schoonmaken van tiO-Behandelde2 oppervlakten de hoeveelheid ruwe schoonmakende gebruikte chemische producten verminderen, die een positieve milieuinvloed zullen hebben.

Het Onderzoek is aan de gang zijnde in andere photocatalytic nanomaterials, in het bijzonder degenen die aan een specifiekere energiewaaier zouden kunnen worden gestemd, toelatend katalyse van specifiekere chemische processen, eerder dan enkel breedbanddecompositie. Als de photocatalytic chemische reacties in de toekomst gemeenschappelijk worden, zal het een significante stap naar de duurzaamheid van de chemische industrie zijn, aangezien photocatalysis een hoogst efficiënte manier is om de macht van de zon te gebruiken, zonder het moeten het inefficiënte intermediaire stadium van photovoltaic omzetting in elektriciteit gebruiken.

Klik hier voor meer op photocatalysis op AZoNano.

Verwijzingen

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

Last Update: 13. August 2012 05:45

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit