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Nanoparticles Photocatalytic: Da Limpeza Surge à Produção do Hidrogênio

Pela Vontade Soutter

Assuntos Cobertos

Introdução
Vidro antinebuloso e da Fácil-Limpeza
Superfícies da Auto-Limpeza e do Antibacteriano
Filtragem do Ar e da Água
Segmentação Photocatalytic da Água para a Produção do Hidrogênio
Conclusões
Referências

Introdução

Nanoparticles Photocatalytic, como o nome sugere, actividade catalítica da exibição quando ativado com luz. O material que foi encontrado para ter a actividade a mais photocatalytic é dióxido titanium (TiO2), embora diversos outros nanomaterials semiconducting fossem investigatedm tal como o disilicide titanium (TiS2).

Os nanoparticles2 de TiO são activados pela luz na escala UV, ou na extremidade mesma da luz visível azul. Os nanoparticles transferem eficazmente a energia desta luz em compostos orgânicos, que é na maioria dos casos bastante para decompr completamente o composto. Isto faz as partículas photocatalytic eficazes como um agente de limpeza.

Vidro antinebuloso e da Fácil-Limpeza

Um dos pedidos os mais comuns para esta tecnologia não é restrita photocatalytic. Nenhuma reacção química ocorre - a superfície, que foi tratada com os nanoparticles2 de TiO, torna-se simplesmente altamente hidrófila (água que atrai) quando expor à luz UV. Isto faz a água espalhar para fora sobre a superfície, cobrindo a em um filme transparente fino um pouco do que perlando acima em gotas.

Isto impede enevoar-se das superfícies de metal de vidro e brilhantes, e igualmente facilita a superfície significativamente limpar, porque os materiais orgânicos são incapazes de aderir directamente à superfície. A superfície pode conseqüentemente facilmente ser limpada com uma limpeza, ou um pulverizador com água fresca - as superfícies exteriores são limpadas eficazmente pela precipitação.

Superfícies da Auto-Limpeza e do Antibacteriano

A Figura 1. nanoparticles TiO2 pode manter superfícies limpas por meses, ou mesmo anos, catalìtica decompor a matéria orgânica e matando fora dos micróbios com os radicais livres produzidos. Crédito de Imagem: “Limpando com a Luz Solar”, Frauenhofer IGB

Algumas superfícies estiveram projectadas ir uma etapa mais adicional - quando os nanoparticles ativados UV2 de TiO decompor catalìtica moléculas orgânicas, produzem radicais livres - os compostos altamente reactivos que são tóxicos às bactérias e aos fungos. Isto faz a auto-esterilização2 TiO-tratada das superfícies, que é extremamente útil para aplicações médicas, e na indústria alimentar.

as superfícies da Auto-Limpeza que usam nanoparticles photocatalytic foram desenvolvidas igualmente para os lados das construções, da mobília exterior, e das superfícies do vidro tais como telas do smartphone. Os Pesquisadores em Frauenhofer IGB têm aperfeiçoado os revestimentos do nanoparticle para várias aplicações, e produziram os revestimentos de fita fina e as pinturas que manterão a mobília livre do musgo e dos fungos por dois anos, e limparão impressões digitais e sujeira fora de um smartphone com a apenas uma hora ou exposição à luz solar.

Filtragem do Ar e da Água

Os nanoparticles Photocatalytic foram sugeridos igualmente como um tratamento ou um aditivo para filtros da água e de ar. Isto poderia ajudar a esterilizar o ar em quartos desinfetados ou em laboratórios, e a decompr compostos orgânicos temporários prejudiciais (VOCs) em gáss de exaustão das fábricas ou dos centrais química antes que estejam liberados à atmosfera.

O Tratamento da água é uma aplicação menos desenvolvida da tecnologia photocatalytic. Os sistemas de Tratamento da água projetados para o uso nas piscinas são já disponíveis no comércio, mas há um grande interesse em usar a tecnologia, com sistemas de tratamento existentes, para fazer a água potável limpa e segura mais disponível em países em vias de desenvolvimento e em lugar remotos. Photocatalysis poderia faz eventualmente uma parte importante de tratamento e de recicl de águas residuais.

Segmentação Photocatalytic da Água para a Produção do Hidrogênio

Embora esta aplicação esteja actualmente na fase da pesquisa, o photocatalysis é considerado ser um candidato excelente para a produção disponível de hidrogênio. Os Vários tipos de nanoparticles foram investigados como os candidatos para esta aplicação, incluindo o níquel, o ruténio, e o óxido de ferro do bismuto.

Na fase do consumo, o hidrogênio olha como um combustível perfeito - queima-se eficientemente, e não se produz nada mais prejudicial do que a água pura. Contudo, a produção de hidrogênio pelos métodos usados actualmente exige as enormes quantidade da energia, que é mais provável de vir dos combustíveis fósseis, negando as credenciais verdes do combustível do hidrogênio.

As Tecnologias como o photocatalysis poderiam abrir a rota ao hidrogênio verdadeiramente carbono-neutro, que apressaria sem dúvida sua adopção para o uso nos veículos e em células combustíveis estacionárias.

Conclusões

Não há nenhuma dúvida que os nanoparticles2 de TiO são uma tecnologia revolucionária da limpeza e da esterilização. Porque seu uso se torna mais difundido, nós veremos menos e menos superfícies sujas na vida quotidiana. Além Disso, a facilidade da limpeza de superfícies2 TiO-tratadas reduzirá a quantidade de produtos químicos ásperos da limpeza usados, que terão um impacto ambiental positivo.

A Pesquisa é em curso em outros nanomaterials photocatalytic, particularmente uns que poderiam ser ajustados a uma escala mais específica da energia, permitindo a catálise de uns processos químicos mais específicos, um pouco do que apenas a decomposição de faixa larga. Se as reacções químicas photocatalytic se tornam comuns no futuro, será uma etapa significativa para a sustentabilidade da indústria química, porque o photocatalysis é altamente uma maneira eficaz de utilizar a potência do sol, sem ter que usar a fase intermediária incapaz da conversão fotovoltaico à electricidade.

Clique aqui para mais no photocatalysis em AZoNano.

Referências

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

Last Update: 13. August 2012 05:46

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