Los científicos del Instituto de Investigación de Seguridad Energética ESRI de la Universidad de Swansea han desarrollado un nuevo material compuesto que promete ser un catalizador para la degradación de los contaminantes de tinte sintéticos perjudiciales para el medio ambiente, que se liberan a un ritmo de casi 300,000 toneladasun año en el agua del mundo
Este novedoso material fotocatalítico no peligroso elimina eficazmente los contaminantes del tinte del agua, adsorbe más del 90% del tinte y mejora la tasa de descomposición del tinte en casi diez veces con luz visible.
Los investigadores, dirigidos por el Dr. Charles W. Dunnill y el Dr. Daniel Jones del Instituto de Investigación de Seguridad Energética de la Universidad de Swansea, informaron su descubrimiento en la revista Nature de acceso abierto Informes científicos .
Al calentar la mezcla de reacción a altas presiones dentro de un recipiente sellado, el compuesto se sintetiza mediante el crecimiento de "nanocables" ultrafinos de óxido de tungsteno en la superficie de pequeñas partículas de nitruro de tantalio. Como resultado del increíblemente pequeño tamaño delDos componentes del material: tanto el nitruro de tantalio como el óxido de tungsteno tienen típicamente menos de 40 mil millonésimas de metro de diámetro, el compuesto proporciona una gran área de superficie para la captura de colorantes.
Luego, el material procede a descomponer el colorante en moléculas más pequeñas e inofensivas utilizando la energía proporcionada por la luz solar, en un proceso conocido como "degradación fotocatalítica". Una vez eliminados los tintes nocivos, el catalizador puede simplemente filtrarse del agua limpia yreutilizado
Si bien la degradación fotocatalítica de los colorantes se ha investigado durante varias décadas, es relativamente reciente que los investigadores han desarrollado materiales capaces de absorber la parte visible del espectro solar; otros materiales, como el dióxido de titanio, también pueden romperselos tintes de abajo usan energía solar, pero su eficiencia es limitada ya que solo absorben energía más alta, luz ultravioleta. Al hacer uso de un rango mucho mayor del espectro, los materiales como los utilizados por el equipo de ESRI en el equipo de la Universidad de Swansea puedenpara eliminar contaminantes a una tasa muy superior.
Ambos materiales utilizados en el estudio han atraído un interés significativo en los últimos años. El óxido de tungsteno, en particular, se considera uno de los materiales más prometedores para una gama de aplicaciones fotocatalíticas, debido a su alta conductividad eléctrica, estabilidad química y superficieactividad, además de su fuerte absorción de luz. Como un semiconductor de banda baja, el nitruro de tantalio es de color rojo debido a su capacidad de absorber casi todo el espectro de luz visible, y por lo tanto extrae una gran cantidad de energía de la luz solar al poderlos procesos de degradación
Sin embargo, el verdadero potencial de los dos materiales solo se realizó una vez que se combinaron en un único compuesto. Debido al intercambio de electrones entre los dos materiales, el compuesto de prueba utilizado en el estudio fue dividido por el compuesto aproximadamente al doblela tasa lograda por el nitruro de tantalio por sí solo, mientras que el óxido de tungsteno solo fue incapaz de degradación del tinte.A diferencia de otros materiales fotocatalíticos líderes, muchos de los cuales son tóxicos tanto para los humanos como para la vida acuática, ambas partes del compuesto están clasificadascomo materiales no peligrosos
Los científicos responsables del estudio creen que su investigación proporciona solo una muestra del potencial del material. "Ahora que hemos demostrado las capacidades de nuestro material compuesto, nuestro objetivo no es solo mejorar aún más el material, sino también comenzar a trabajarsobre la ampliación de la síntesis para la aplicación en el mundo real ", dijo el Dr. Jones." También estamos explorando su viabilidad en otras áreas, como la división fotocatalizada de agua para generar hidrógeno ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Swansea . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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