Algunos de los materiales más útiles y versátiles hoy en día son los marcos organometálicos MOF. Los MOF son una clase de materiales que demuestran versatilidad estructural, alta porosidad, fascinantes propiedades ópticas y electrónicas, todo lo cual los hace candidatos prometedores para una variedad.de aplicaciones, incluida la captura y separación de gases, sensores y fotocatálisis.
Debido a que los MOF son tan versátiles tanto en su diseño estructural como en su utilidad, los científicos de materiales los están probando actualmente en una serie de aplicaciones químicas. Una de ellas es la fotocatálisis, un proceso en el que un material sensible a la luz se excita con la luz. El exceso absorbidola energía disloca los electrones de sus órbitas atómicas, dejando atrás "agujeros de electrones". La generación de tales pares de electrones es un proceso crucial en cualquier proceso de energía dependiente de la luz y, en este caso, permite que el MOF afecte a una variedad dereacciones químicas.
Un equipo de científicos en EPFL Sion dirigido por Kyriakos Stylianou en el Laboratorio de Simulación Molecular, ahora ha desarrollado un sistema basado en MOF que puede realizar no uno, sino dos tipos de fotocatálisis simultáneamente: producción de hidrógeno y limpieza de contaminantesEl material contiene el fosfuro de níquel Ni2P, disponible en abundancia y barato, y se descubrió que realiza una fotocatálisis eficiente bajo luz visible, que representa el 44% del espectro solar.
El primer tipo de fotocatálisis, la producción de hidrógeno, implica una reacción llamada "división del agua". Como su nombre indica, la reacción divide las moléculas de agua en sus componentes: hidrógeno y oxígeno. Una de las aplicaciones más grandes aquí es usar el hidrógenopara celdas de combustible, que son dispositivos de suministro de energía utilizados en una variedad de tecnologías hoy en día, incluidos satélites y transbordadores espaciales.
El segundo tipo de fotocatálisis se conoce como "degradación de contaminantes orgánicos", que se refiere a los procesos que descomponen los contaminantes presentes en el agua. Los científicos investigaron este innovador sistema fotocatalítico basado en MOF para la degradación del colorante tóxico rodamina B, de uso comúnpara simular contaminantes orgánicos
Los científicos realizaron ambas pruebas en secuencia, mostrando que el sistema fotocatalítico basado en MOF fue capaz de integrar la generación fotocatalítica de hidrógeno con la degradación de rodamina B en un solo proceso. Esto significa que ahora es posible usar este sistema fotocatalíticopara limpiar los contaminantes del agua, mientras que al mismo tiempo producen hidrógeno que puede usarse como combustible.
"Este sistema fotocatalítico libre de metales nobles lleva el campo de la fotocatálisis un paso más cerca de las aplicaciones prácticas 'impulsadas por energía solar' y muestra el gran potencial de los MOF en este campo", dice Kyriakos Stylianou.
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Materiales proporcionado por Escuela Politécnica Federal de Lausana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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